平行平板系统近场辐射实验台设计

发布时间：2020-05-04 10:35

【摘要】：在微尺度辐射换热领域,当两热源之间的间距达到或小于物体黑体辐射的特征波长_T?时,两个热源之间的辐射换热量超出了黑体辐射极限几个数量级。如此显著强化的热辐射能够有效的应用到许多领域,比如在热光电转换设备、近场光学显微镜。之前有很多学者做了一些尖端平面、球面结构的实验验证,然而,这些形状的面积比较小阻碍了它们在实际中的应用。同时,过去有大量的研究集中于理论计算,相关的实验研究寥寥无几。因而,本文进行平行平板系统的近场辐射试验台的设计和搭建。主要研究内容包括:(1)确定试验台的主要构成以及提出解决实验技术难点的方案。试验台主要构成确定为热源、热汇、微调机构、测温装置、测量热流装置以及真空系统等;针保持对大尺寸样品片表面平行和纳米间距的技术难点,提出了在样品片下方放置柔性材料补偿不平行度,再控制微动机构调整两样品片相贴合后分开至所需的间距的方案。(2)近场辐射实验台设计。主要包括确定关键实验参数、机械结构设计、确定设备性能参数、控制系统设计以及试验台热分析。本文使用了涨落电磁理论计算了两平板之间的近场辐射换热以及计算不同压力下的空气导热热流,来确定关键实验参数。所确定的关键实验参数作为对机械结构设计、控制系统设计以及确定设备性能参数的依据。试验台热分析能够完成了对所选的热源和热汇的校核。(3)近场辐射试验台搭建和初步调试。工作内容主要包括组装整个近场辐射试验台、近场辐射试验台的初步调试。初步调试的测量手段上主要为热像仪拍摄在不同真空间隔下的温度场。基于初步测试数据来测试近场辐射试验台性能以及验证所设计的热流回路的合理性。本研究为以后的近场辐射试验台设计提供参考。
【图文】：

近场辐射,组成图,试验台,文献

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 2 章实验测量技术难点及解决试验台的技术难点主要有两个：一是测量和保持两隔，二是保持大尺寸样品片表面之间的平行。主要对一些典型的近场辐射试验进行了介绍，并对难点的方法以及实验的优缺点进行了总结。这为本供了参考。之后，对以上典型试验台进行了横向难点的方案以及测量近场辐射换热热流的方法。基本组成和解决近场辐射实验技术难点的方法。近场辐射实验等人的近场辐射试验

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文续表 2-1 对 Domoto 等人的近场辐射实验的总结主要优点给出了一种能够拓宽近效应的方法，即将物体放置下来降低物体的温度，，从而特征波长T 增加。这样两个间距接近或者小于特征波长加容易的实现。主要不足（1）无任何控制两个盘之间法（2）两实验样品的间距不在著的区域hen 等人的近场辐射实验
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK124

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