基于TPS法的薄膜导热系数测量技术研究

发布时间：2020-12-05 21:20

　　薄膜作为一种特殊材料,其厚度极小,与常见的块状材料相比有很大差异,故它的导热系数测量是一个难点。瞬态平面热源(Transient Plane Source,TPS)法为此提供了可行方案。本课题组在前期的技术积累中,已利用TPS法对块状材料导热系数进行了准确测量。但是,由于薄膜材料的特殊性,TPS法测量其导热系数还存在诸多问题,如TPS法测量薄膜的基本原理并未阐明,薄膜本身的热阻、实际中的接触热阻以及背景材料对测量误差的影响还有待研究,测试系统中薄膜导热系数计算的软件算法也未开发。针对上述问题,本文旨在从原理、仿真模型、软件算法和实验等方面对TPS法测量薄膜导热系数的测量技术进行研究,完成的主要工作有:1、介绍了薄膜导热系数测量的技术背景,明确了薄膜导热系数测量的重要意义,比较了当前的主要测量方法和TPS法的差异,提出了本课题的研究目的并叙述了主要内容。2、结合一维稳态传热模型和TPS法,阐述了薄膜导热系数测量的基本原理,得到了导热系数的计算方法和界面温度差的确定方法,并修正了原理中的系统误差,简化了无量纲时间函数。3、运用基于COMSOL Multiphysics软件的仿真技术,建立了... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光闪光法

法测量简图

然而，这一系列研究表明该方法只适对于绝缘薄膜而言，该方法则不适用。另外镀上金属膜，会对样品造成损伤，这也是该测量介电薄膜导热系数的新方法，它由 Ok量装置如图 1-3 所示，其中，在待测薄膜样品属加热丝，此加热丝既作为加热源使用，同过程中，加热丝通上一定频率的交流电，因表面传输，当热流传输到微桥两端时，由于视为与外界温度一致，从而得到边界条件，温度变化值，通过求解瞬态热传导方程，便法非常相似，不同之处在于微桥法测量时间完全消除来自基底的影响。

【参考文献】：
期刊论文
[1]TPS法导热系数测量的仿真分析[J]. 江楠竹,潘江,王玉刚,王清平.  中国测试. 2016(06)
[2]基于COMSOL Multiphysics的三角形肋片传热数值模拟[J]. 吴开峰,曹汉卿.  装备制造技术. 2013(12)
[3]应用COMSOL有限元软件分析储层的电各向异性[J]. 杨少波,郭涛,曹婷,李星根.  无线互联科技. 2013(06)
[4]采用Hot Disk测量岩土热物性的实验研究[J]. 赵秀峰,曹景洋,罗惠芬.  中国测试. 2012(04)
[5]界面接触热阻的研究进展[J]. 张平,宣益民,李强.  化工学报. 2012(02)
[6]时间延迟对瞬态平面热源法测量热导率的影响[J]. 王强,戴景民,何小瓦.  吉林大学学报(工学版). 2011(03)
[7]薄膜热导率测试方法研究进展[J]. 张建生,杨君友,朱文,肖承京,张辉,彭江英.  材料导报. 2010(07)
[8]基于Hot Disk方法测量热导率的影响因素[J]. 王强,戴景民,何小瓦.  天津大学学报. 2009(11)
[9]电阻温度系数测试系统[J]. 陈峦,唐毅.  广西轻工业. 2008(11)
[10]激光闪光法测定耐火材料导热系数的原理与方法[J]. 葛山,尹玉成.  理化检验(物理分册). 2008(02)

硕士论文
[1]基于Hot Disk的薄板材料导热系数测量方法的研究[D]. 翟德怀.华南理工大学 2015
[2]薄膜热物性实验研究[D]. 胡明雨.东南大学 2005



本文编号：2900111