调制光热法低温接触界面层热阻研究

选择航天器和低温工程中常用金属材料铜、不锈钢,用激光光热法原理,研究低温接触界面层热阻.实验得到了铜在常温下的调制频率与相位差间的实验数据,通过对实验数据的线性拟合得到了铜的热扩散系数,以及铜-不锈钢在300K和20 K低温下的接触界面层热阻.实验表明调制光热法能够测量具有微结构特征的接触界面层热阻,且具有非接触测量的特点.     

低温真空下Cu-Cu界面间接触热阻的实验研究

简单介绍了低温真空下固体界面间的接触热阻现象,搭建了一个能较精确测量圆柱型及薄片型材料间接触热阻的实验台。在真空环境下,测量了低温真空下Ｃｕ－Ｃｕ界面间的接触热阻。实验数据表明,接触热阻与压力、温度有关一定的依赖关系。最后,根据修正Ｇ－Ｗ模型,对实验结果进行了理论理论分析与比较,表明实验结果是正确的。     

低温真空下Cu—Cu界面间接触热阻的实验研究

简单介绍了低温真空下固体界面间的接触热阻现象,搭建了一个能较精确测量圆柱型及薄片型材料间接触热阻的实验台。在真空环境下,测量了低温真空下Ｃｕ－Ｃｕ界面间的接触热阻。实验数据表明,接触热阻与压力、温度有关一定的依赖关系。最后,根据修正Ｇ－Ｗ模型,对实验结果进行了理论理论分析与比较,表明实验结果是正确的。     

低温温度测量与控制系统研究

简要介绍了G-M制冷机在低温实验中的的应用.针对低温实验过程中的温度测量与控制要求,提出在G-M制冷机内部设置加热器调节被测温度,解决低温下温度的测量控制问题.该系统可应用于低温下材料热物性测量和固体接触界面热阻实验等.温度控制范围为30 K-200 K,测量精度优于1 K,对于低温实验技术具有重要意义.     

稳态法实验研究Ga_(68)In_(20)Sn_(12)液态金属界面热阻特性北大核心CSCD

搭建了镓铟锡合金低温液态金属接触热阻实验平台,验证了实验系统的可靠性,对比了常规导热硅脂和液态金属的热阻特性,研究了压力、温度和界面特性对接触热阻的影响规律。实验结果表明,特征测点温度稳定变化且在稳态下具有很小的线性偏差(ε<6%),表明该实验系统具有较高的可靠性。与导热硅脂相比,在74 kPa的界面压力下液态金属的接触热阻降低约71%,且界面接触热阻随着压力的增加而降低。此外,界面温度的升高造成试件界面处液态金属导热系数降低,进而增加界面接触热阻。通过对铜表面镀镍处理能够有效防止液态金属对铜表面发生腐蚀,但镍层存在造成接触热阻增大。     

高温超导磁储能(SMES)磁体直接冷却热输运过程研究

随着高温超导材料与低温技术的发展，采用制冷机直接冷却已经成为高温超导应用的发展方向，而界面热阻则直接影响着超导器件的冷却效率和运行可靠性，因此减小和控制低温界面热阻是实现超导系统直接冷却的技术关键。对直接冷却高温超导磁体从室温冷却到49K低温的热输运过程进行了理论分析和实验研究，磁体冷却实验结果和理论分析符合较好，通过直接冷却实验所达到的最低温度特性和过程分析，证实从微结构低温工程学的角度研究界面热阻、探索超导直接冷却最佳热耦合机制是高温超导应用基本而重要的科学问题之一。     

双热流法测定低温真空下固体界面的接触热阻

本文介绍了低温真空下固体界面间的接触热阻机理,重点介绍一种采用双热流计法既能精确测量圆柱型又能测量薄片型试样间接触热阻的装置,该装置还能同时测量材料的热导率。同时,文中给出一些材料在低温真空下的接触热阻值。     

真空低温环境导热填料界面接触热阻实验研究

真空低温环境下,接触热阻对热传递有十分重要的影响。根据接触热阻产生机理和实验测试原理,建了一套真空低温环境下固体界面接触热阻测试的实验装置。实验对比研究了不同温度和不同预紧力条件下,固体界面裸接与在界面之间添加真空硅脂、铟膜、石墨烯、石墨片导热填料时的接触热阻。实验结果表明,接触界面的接触热阻都随温度升高和预紧力增大而减小。在接触界面添加真空硅脂或铟膜后接触热阻随预紧力变化非常,裸接或添加石墨烯的接触热阻随预紧力变化较大,但是当预紧力大于2.5 N·m时其接触热阻基本不变。温度越低时添加导热填料减小接触热阻的效果越明显。总之在两界面之间添加铟膜时效果最佳,此时接触热阻随预紧力和温度的变化都较小,此种情况下接触热阻最小可以达到3.5×10~(-6)K·m~2/W。     

基于MATLAB的氮化铝和铜界面热阻仿真

以低温界面热阻实验研究为基础，以氮化铝（AlN）和无氧铜（Cu）样品为对象，研究了温度和压力对陶瓷（AlN）和金属（Cu）之间的界面热阻的影响。应用最小二乘法和MATLAB软件工具，得到界面热阻和界面温度以及接触压力之间的关系，建立其数学模型和计算机仿真模型，从而可以预测在不同的界面温度和不同接触压力作用下AlN和Cu之间的界面热阻。界面热阻温度范围90-200K，压力变化范围0．273-0．985MPa，仿真结果与实验结果误差小于5％。这对低温与超导、超导材料及其应用技术有重要意义。     

高温超导直接冷却中AlN与Bi-2223间界面热阻的实验研究

基于微结构低温工程学，提出三维低温界面层的概念，指出界面热阻是制冷机直接冷却超导磁体需要解决的关键技术之一。以GM制冷机为冷源，按稳态热流法原理测量了Bi-2223、AIN的热导率及它们之间的低温界面热阻。在0.15MPa-0.55MPa压力范围内，AIN和Bi-2223间的界面热阻随界面层温度和接触压力的升高而降低，并随接触界面处温度的不同表现出不同的变化率。当界面层Bi-2223侧温度为55K时，在0.5469MPa的接触压力作用下，Bi-2223和AIN间的界面热阻是厚度为10mm的AIN垫片体积热阻的38.86倍，是接触压力0.2281MPa时界面热阻的38.7％。     

染料前体对光热敏微胶囊光聚合的影响

利用界面聚合技术获得了新型光信息记录材料光热敏微胶囊。借助荧光光谱及红外光谱技术研究了染料前体ODB-2对光引发剂激发态及光热敏微胶囊内部光聚合特性的影响。实验结果表明染料前体在紫外的光吸收竞争造成光引发剂荧光激发谱与发射光谱强度的降低,引起光引发剂激发态分子数的减少,进而影响到光引发剂初级自由基的量子产率以及光聚合的反应过程;在光热敏微胶囊内部发现单体光聚合速度与最终聚合程度随染料前体浓度的增加均减小,且不同种类染料前体对微胶囊内部光聚合的影响程度也不相同。     

热分解法制备Cu空心微球及其光热转换性能

以甲酸铜-辛胺配合物为前驱体,油胺为表面活性剂,在熔化液态石蜡中通过热分解法单步制备Cu空心微球。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、导热系数仪、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)及光热转换测试装置表征Cu球,研究其光热转换性能,分析Cu空心微球的合成机理。结果表明:反应温度为110℃、反应时间为3h、油胺物质的量为0.005mol的条件下,能够获得Cu空心微球,其平均粒径为380nm,壁厚约为70nm。Cu空心微球的形成机理:油胺吸附的Cu纳米晶在界面能最小化的驱动下,沿着前驱体热分解反应,生成的气泡和液态石蜡所形成的气-液界面聚合生长而成。Cu空心微球悬浮液的热导率、光热转换性能均优于实心Cu悬浮液的。     

纳米金刚石/酵母-壳聚糖复合微球的制备及光热控释性能

开发高性能功能性光热凝胶并建立药物控释模型对农药智能输送材料的开发具有重要意义。以酵母-壳聚糖水凝胶(YS-CS)为基体,引入光热材料纳米金刚石(DND),通过碱凝胶法合成了纳米金刚石/酵母-壳聚糖(DND/YS-CS)交联网络结构复合凝胶微球,研究了复合微球的微观结构、力学性能和光热转换性能;以吲哚丁酸(IBA)为模型药物,探讨DND/YS-CS对IBA的负载性能和控释性能,揭示复合微球对IBA的光热控释机制。结果表明：复合微球具有良好的力学性能,在分别超声和离心1 h后,DND含量为2.0 mg/mL复合微球保水能力分别达到70.5%和74%;复合微球具有良好的光热转换能力,一个太阳光强度下,最高温度可达37.6℃;DND含量为1.2 mg/mL复合微球对IBA的吸附量最高,可达到41.73μg/mg;微球在光下药物释放模式符合Korsmeyer-Peppas模型,在光下具有明显的刺激响应行为,药物释放呈现“开-关”模式。通过控制光的照射强度控制药物释放,在农业领域有广阔的应用前景。     

一种全新的激光自动跟踪方法在激光移动通信中的应用

介绍了传统激光移动通信的特点及其不足，提出一种基于MOEMS(微光机电系统)技术的全新的激光自动跟踪方法。给出一个基于这种方法的激光移动通信系统实例，这种系统结构简单、体积小、重量轻、功耗低、控制简便，在一定的角度范围内能够自动跟踪目标实现移动通信。实验研究结果表明，这种系统能够很好地满足激光移动通信所要求的功能。     

农用聚乙烯薄膜的光热降解特性研究

通过牵拉伸及傅立叶变换红外光谱测试 ,分析了三种不同农用聚乙烯地膜样品在人工加速老化实验中的光热降解特性。结果表明 ,光照过程中 ,降解和交联交替控制着反应过程 ,铜川煤在三种农膜中引发自由基反应 ,导致聚乙烯大分子断链、交联、接枝 ,且引入羰基 ;羰基指数并不随铜川煤加入量的增大而增加 ,而是有一个适量点 ,含量为 12 5 %的农膜降解效果优于 7 5 %和 17 5 %。随着光照进行 ,分子链发生脱羰基反应 ,聚合物放出小分子如CO2 、H2 O等 ,大分子链断裂成小分子链 ,力学性能下降。前三周期是三种地膜的氧化诱导期 ,在第三周期即光照时间 72h后进入脆变期     

激光化学诱导液相腐蚀新方法

提出了一种激光诱导液相腐蚀新方法——抗蚀膜掩蔽法。抗蚀膜掩蔽法是指在激光腐蚀中,用抗蚀膜来实现对激光腐蚀区域的控制。理论分析和实验结果都表明,抗蚀膜掩蔽法可以有效地控制激光化学腐蚀的图像形状;因不需要对激光光束进行聚焦,光传播垂直于基片表面,制作出的腐蚀孔侧壁可以具有很高的垂直度;利用激光光束中心区域能量分布近似均匀的特点,使小面积腐蚀区域的腐蚀速率近似相等,腐蚀面内各点没有明显的高度差。因为以上优点,抗蚀膜掩蔽法能克服现有激光腐蚀方法的诸多弊端,简化激光腐蚀工艺,在特殊结构光电器件和光电集成中具有广泛的应用前景。     

Sputtering deposition and characterization of tandem absorbers for photo-thermal systems operating at mid temperature

In this paper the first results of a work concerned with the development of TiAlON selective solar absorbers with high solar absorptance and low thermal emittance are presented. These absorbers are thought for solar collectors application at operational temperature of about 300 °C. Solar absorber tandems, consisting of an absorbing TiAlON compound sputtered on a TiC buffer layer deposited on a metal (Cu) substrate, have been produced in two ways: by changing the nitrogen flux percentage in (Ar + N₂ + O₂) mixture at fixed thickness (300 nm) and by varying the absorber thickness at fixed nitrogen percentage (5%) in the sputtering gas. The optical response in the UV-IR range is discussed. The tuning of the nitrogen flux allows to change the metal elements ratio (Ti/Al) in the oxynitride layer, varying the reflectance intensity both in the IR and visible range. The thickness variation permits to shift the cut-off wavelength of the transition from short wavelength high absorptance to long wavelength low emittance. The tuning of these two parameters (nitrogen flux and absorber thickness) enables to control the optical response of the samples to make them suitable for photo-thermal device application.     

太阳能建筑用石蜡/CNTs相变乳液的制备及光-热性能研究

结合建筑结构在太阳能领域的蓄热控温特点,采用"两步法"制备出适用于太阳能蓄热的新型石蜡/CNTs相变乳液,通过纳米粒度电位仪和布鲁克旋转黏度仪分析了CNTs掺量对相变乳液技术性能的影响,确定最佳CNTs掺量;再采用差示扫描量热仪、导热系数测定仪、自制太阳光-热转换装置及紫外/可见/近红外分光光度计探究相变乳液的热物性能和光-热转换性能。结果表明,随着CNTs掺量的增大,相变液滴的粒径分布和运动黏度发生较为明显的变化,综合考虑相变乳液的稳定性及泵送性,推荐石蜡相变乳液中CNTs的最佳掺量控制为0.6%。由于石蜡具有较高的相变储热性能及CNTs具有较大的导热系数,掺加石蜡/CNTs能够显著增强相变乳液的导热性能和光-热转换能力,完全可用于建筑结构中以达到对太阳光辐射的蓄热与调温作用。     

一种新型激光陀螺的检测方法

本文通过对新型四频差动激光陀螺输出信号的分析,给出了一种适应新型四频差动激光陀螺输出信号的检测方法。通过APD和高频低噪声前置放大器实现光电接收,通过集中选频放大电路进行滤波和放大,然后采用模拟乘法器实现自乘检波,并根据该方法设计了实际的检测电路。采用直管四频激光器的背向输出来模拟新型四频差动激光陀螺的输出,对电路进行了实际测试。通过测试,验证了检测电路方法的可行性。     

Optimal method of linear regression in laser remote sensing

Remote lidar sensing in the photon-counting mode is now the commonly accepted method for studying atmospheric processes in the lower and free atmosphere. However, when processing signals obtained from lidar measurements, investigators necessarily face the problem of achieving accuracy in reconstructing the atmospheric parameters despite the presence of inhomogeneous noise in the measured signals. We propose an optimal method of linear regression (OMLR) of signals. The accuracy of the the method for the reconstructed signal is estimated. An example of application of the OMLR to the reconstruction of the temperature profile from the data obtained with a Raman lidar at the Siberian Lidar Station of the Institute of Atmospheric Optics (Tomsk, Russia) is given. The proposed method is distinguished by simplicity of interpretation of the criteria used, based on careful adherence to statistical principles. This method is shown to be an efficient auxiliary tool for the processing of measured data.