3 ω线法测量液体热参数影响因素分析

首先给出基于谐波探测技术测量液体导热系数和热扩散系数的3ω线法的基本原理.采用实验和理论分析相结合的方法,分析了加热丝结构参数和自身热参数对温度波动和测量结果的影响.给出了加热丝直径和长度的合理范围.液体导热系数比较小时可以利用三次谐波的实部和虚部的交点测量液体的比热容.     

3ω方法及其在纳米材料器件表征中的应用

阐明了3ω方法的机理，并在此基础上讨论了它的一些基本应用.利用3ω方法可以对具有优 良导热和导电能力的材料的热导率和热容进行测量；对不能导电的材料，固态的或液态的， 利用3ω方法能对它们的热导率进行测量.对测量中涉及到的热辐射问题的讨论表明，由于使 用的是小样品，热辐射造成的影响可以忽视.通过理论推导，使用二维隧穿结点阵并借助3ω 方法，可以给出一种性能良好的二维库仑阻塞测温法. 关键词： 3ω方法 热容（定压） 热导率 库仑阻塞     

用3ω法测量非线性KTP晶体各向异性导热系数

 非线性KTP（KTiOPO₄）晶体的各向异性导热性能对于部分消除热应力以改善倍频效果具有重要作用。建立了3ω法测试系统，介绍了其测量各向异性材料的原理。测试了SiO₂薄膜/Si衬底试样的导热系数，验证了该实验方法及系统的合理性。应用此方法测试得到KTP晶体沿径向和倍频方向（轴向）的导热系数，得到其不均匀度为0.737。结果验证了KTP晶体导热系数的各向异性。设计的实验系统可以有效测量各向异性晶体的导热性能。     

单根单壁碳纳米管导热系数随长度变化尺度效应的实验和理论

考虑纳米碳管与基体之间的热损失,采用四焊盘-3ω法测量了室温下基体表面不同长度单根单壁碳纳米管(SWNT)的导热系数.SWNT的导热系数在测试长度范围(05—7μm)内随长度的增大而增大,增加的幅度逐渐减小.考虑二阶3-声子过程的影响,采用改进的WV模型预测了SWNT导热系数随长度的变化规律.理论预测的声子平均自由程～175nm.导热系数的测量结果与室温下不同长度SWNT的实验结果相吻合.理论预测结果与实验结果均说明SWNT导热系数随长度变化具有尺度效应. 关键词： ω法')" href="#">3ω法 单壁碳纳米管 导热系数 二阶3-声子过程     

多层纳米薄膜结构热物性重构

基于谐波探测技术测量材料导热系数和热扩散系数的基本原理,给出3ω法用于多层纳米薄膜结构热物性实验表征的方法.考虑了层间接触热阻的作用,在频域内定义了热阻抗的概念.理论分析了各层纳米薄膜的导热系数、热扩散系数等热参数对加热膜温度波动影响的敏感性.将敏感系数与实验数据处理相结合,利用三次谐波的实部和虚部分量测量了ZrO2/SiO2增透膜多层膜结构中各层的导热系数和热扩散系数.该方法可用来有效表征其他微纳米结构的热性能.     

四丁基溴化铵水合物浆体导热系数测量研究

四丁基溴化铵(TBAB)水合物浆体在常压下的相变温度介于0-12℃之间,作为蓄冷材料使用时由于相变过程的存在使得其蓄冷能力较高,而且在管道中具有良好的流动特性,因而是一种理想的蓄冷和冷量输送材料。对比分析了传统导热系数计算公式和基于一维非稳态导热模型导出的导热系数计算公式的区别。利用热线装置分别测量了TBAB溶液和水合物浆体的导热系数。实验得出5-30 wt%TBAB溶液的导热系数在0.4-0.6 W.m-1.K-1之间,并随浓度的增加而减小;10-40vol%的水合物浆体的导热系数在0.5-0.6 W.m-1.K-1之间,并随体积分数的增加而增大;相同体积浓度时A型水合物浆体的导热系数大于B型水合物浆体的导热系数。     

3ω法加热/测温膜中温度波解析及其在微/纳米薄膜导热系数测量中的应用

给出了3ω法测试系统中描述薄膜表面加热/测温膜中温度波动的级数形式解，并将复数温度波动的实部和虚部分开表示.利用该解分析了交流加热频率、加热膜宽度和材料热物性的组合参数对加热膜温度波动幅度的影响.并根据此解对测量原理的数学模型进行了修正，建立了相应的3ω测试系统，首先测定了厚度为500 nm SiO₂薄膜的导热系数，验证了实验系统的合理性.加大了测试频率，利用级数模型在高频段直接得到SiO₂薄膜的导热系数，结合低频段的数据同时确定了Si基体的导热系数.利用级数解分析测试了激光晶体Nd:YAG〈111〉面上多层ZrO₂/SiO₂增透膜的导热系数，测试的ZrO₂薄膜的导热系数比体材料小.进行了不确定度分析.结果表明，提出的分析方法可以有效研究微器件表面薄膜结构的导热性能. 关键词： ω法')" href="#">3ω法 微/纳米薄膜 导热系数 微尺度加热膜     

3ω法研究微尺度下铂丝自然对流换热

建立了测量微细丝表面空气自然对流换热系数3ω法模型。利用3ω法测量了直径为10.6μm水平和垂直方向铂丝表面室温下的空气换热系数。水平和垂直铂丝产生的三次谐波比较接近,结果说明,微尺度下空气的自然对流换热以导热为主,自然对流作用可以忽略。基于3ω线法原理,引入形状因子并提出了微尺度下铂丝表面换热系数的理论计算模型。空气自然对流换热系数远大于大尺度下的值,主要原因是铂丝的面积体积比值大。     

基于稳态电热拉曼技术的碳纳米管纤维导热系数测量及传热研究

利用稳态电热拉曼技术测量了碳纳米管纤维对流换热环境下的导热系数. 该方法基于材料拉曼信号与温度之间的关系, 实时探测一维材料在不同电加热(内热源)下的中心点温度, 利用对流环境下的稳态导热模型推导出材料的导热系数, 实现了一维微纳材料热物性的无损化和非接触式测量. 实验发现: 碳纳米管纤维的导热系数远低于单根碳纳米管的导热系数, 但高于碳纳米管堆积床的导热系数. 这表明碳纳米管体材料的热物性主要取决于内部管束的列阵和管束间的接触热阻.     

激光器件 激光参数测量

O734//TN247 2006064994用3ω法测量非线性KTP晶体各向异性导热系数=Ani- sotropic thermal conductivity measurement of KTP crystal using 3ωmethod[刊,中]/王照亮(中科院工程热物理研究所．北京(100080))。唐大伟…//强激光与粒子束．—2006,18(7)．—1071—1075非线性KTP(KTiOPO_4)晶体的各向异性导热性能对于部分消除热应力以改善倍频效果具有重要作用。建立了3ω法测试系统,介绍了其测量各向异性材料的原理。测试了SiO_2薄膜/Si衬底试样的导热系数,验证了该实验     

热质的运动和传递-最低热质能耗散原理和热质运动方程

过增元基于质能方程提出了热质的概念.在非平衡热力学中,存在最低能量耗散原理,根据该原理可以导出热传导,扩散及粘性流动等不可逆输运过程的方程式.当采用热质模型对传热现象进行描述时,发现热质的运动也满足最小作用量原理:最低热质能耗散原理,根据该原理可以推导得出热质运动的动量守恒方程。     

红外热波成像法测量固体材料热扩散率

本文通过采用连续激光调制对试样周期加热产生稳定的温度波动和红外扫描动态测温的红外热波成像法获得温度波动的相位和幅值分布，测量固体材料热扩散率。介绍了红外热波成像法的测量原理和实验系统，推导了热扩散率测量的相位法、幅值法和相位－幅值复合法。对不锈钢和纯镍试样的热扩散率进行了测试。测量结果表明，该方法具有较高的精度。     

对不良导体导热系数测量原理的修正

对稳态法测量原理进行了较深入的探讨,指出了用稳态法测定非金属材料导热系数的不足之处,并作了一定的修正,从而推出了计算导热系数的新公式。通过测定结果,验证了修正后的导热系数计算公式的正确性和合理性。     

THERMAL CONDUCTIVITY OF METALLIC WIRES

The effect of radial thickness on the thermal conductivity of a free standing wire is investigated. The thermal conductivity is evaluated using the Boltzmann equation. A simple expression for the reduction in conductivity due to the increase of boundary scattering is presented. A comparison is made between the experimental results of indium wires and the theoretical calculations. It is shown that this decrease of conductivity in wires is smaller than that in film where heat flux is perpendicular to the surface.     

固体的热膨胀系数

 本文由Grüneisen第二定则出发，采用普适能量函数作为原子间相互作用势能函数，计算立方晶体金属元素和几种NaCl型结构的碱卤晶体的线膨胀系数。计算值与实验值符合得很好。     

热凝固对生物组织热物性影响的实验研究

本文以蛋清为实验对象,研究了热凝固对生物组织热物性的影响,测量方法为阶跃温升法。实验结果表明,热 凝固后,蛋清的热导率平均上升了6.60％。因此,生物组织的热物性不但与其化学组成有关,还与其物理状态有关;采用 热凝固的方法治疗肿瘤时,应考虑热凝固对其热物性的影响,从而实现更加有效的治疗。     

壁面热特性对超声速燃烧室热环境的影响

在分析燃烧室壁面的对流-辐射耦合换热特性基础上,考虑燃烧室热环境与冷却系统间的相互关系,提出了一种以燃烧室材料许用温度为约束的非均匀冷却壁面热特性设计方法.以某型超声速燃烧室为例,采用混合分数平衡化学反应和液滴离散相模型,计算分析了壁面热特性对燃烧室壁面热流构成、热环境及冷却系统热负荷的影响.结果表明,壁面热特性对超声速燃烧室热环境的影响值得重视,非均匀冷却壁面热特性设计能有效减少燃烧室热损失.     

大脉冲热负荷下HL-2A偏滤器靶板的热分析

HL－2A安装完成后,将以ASDEX最终的运行参数水平进行工程调试。本文研究了,在仅有欧姆加热和3.5MW中性束注入条件下,当HL－2A发生大不稳定性或巨ELMs爆发时,有水冷却和辐射冷却两种情况下不同板材料偏滤器板的温升和冷却时间。     

纳米流体的聚集结构和导热系数模拟

本文根据布朗运动理论模拟纳米粒子在流体中的聚集过程，运用分形理论描述纳米粒子团的结构．考虑纳米粒子的运动传热，建立纳米流体的导热系数模型，理论预测值与实验结果显现了良好的一致性。     

导热优化:热耗散与最优导热系数场

本文讨论了通过重新布置场内的导热系数分布来强化热传导的导热优化问题。针对边界上传热量一定的任意几何区域的稳态导热,在全场的导热系数积分为定值的条件下,以最小热耗散作为目标,利用变分方法导出了导热优化的基本准则;导热系数与局部热流密度成正比。该准则指导下的导热优化过程可获得热耗散最小的导热系数分布。实例证明了该方法是有效且合理的。