关于测试材料热物性热脉冲法的新探讨

建立起热脉冲法的新理论模型，分析了相应的测试技术问题。利用研制的微机测试系统 种材料的热扩散系数和导热系数进行了测定，得到了满意的结果，表明本文所提出的测试广阔进可信的。     

试样厚度对ZrB2-SiC超高温陶瓷热扩散系数测试精确的影响

采用放电等离子烧结方法(SPS)制备了ZrB2-SiC超高温陶瓷,利用激光脉冲法测试了材料的热扩散系数,研究了试样厚度对ZrB2-SiC超高温陶瓷热扩散系数测试精度的影响.结果表明:如果试样太厚,辐射热损失增大,导致测量误差增大;如果试样太薄,则难以满足激光脉冲时间应远远小于试样背面温度达到最大值的时间,也会导致测量误差增大.为了使ZrB2-SiC超高温陶瓷热扩散系数的测试结果更为精确,试样的厚度应在3mm左右.     

薄膜热扩散系数的在线测试研究

提出了一种在线提取多晶硅薄膜热扩散系数的简单测量方法，测试结构可随表面器件工艺加工制作，无需附加工艺。通过分析两个长度不同、宽度与厚度相同粱的瞬态冷却特性，获取其冷却时的温度衰减时间常数，便可以提取出表面加工多晶硅薄膜的热扩散系数。给出了瞬态冷却热电分析模型，综合考虑了梁冷却过程中各种散热因素即对流、辐射以及向衬底传热的影响。实验测得的该表面加工多晶硅薄膜热扩散系数是0．165cm^2s^-1（方块电阻R口是116．25Ω）。理论分析和实验表明，该方法也能够实现其他工艺制作的导体薄膜热扩散系数的在线提取。     

激光闪光法测量材料热扩散率标准装置的研制

介绍了材料热扩散率测量标准装置的研制和实验方法,采用参考样品进行了比对,其测量扩展不确定度优于5%.     

医学理化检验量值溯源体系建立的探讨

针对医学理化检验数据的准确性、可比性问题,提出医学检验量值溯源应进行的建设,并在参考国内外临床检验参考系统结构和标准物质研制的基础上,着重对量值溯源体系的组成和方法,从参考测量程序的制定、医学标准物质的研制、参考测量实验室的能力验证等三方面做了技术阐述.建立科学的医学理化检验量值溯源体系是医学检验发展的新趋势.     

Nd3+:Gd3Ga5O12晶体的热物理性能研究

提拉法生长了Nd^3＋：Gd3Ga5O12（Nd：GGG）单晶，用差示扫描量热法（DSC）和激光脉冲法分别测量了Nd：GGG激光晶体的比热和热扩散系数，计算得到晶体的导热系数，与用PPMS测量得到的导热系数相吻合．实验结果表明：Nd：GGG激光晶体具有较大的比热和导热系数，具有良好的热物理性能；Nd：GGG晶体的热扩散系数和导热系数随着温度的升高而减小；计算得到晶体的德拜温度为711K．     

基于复合相变材料的梯级组合蓄热特性研究

针对潜热蓄热装置内部相变材料(PCM)导热系数偏小,蓄热速率过低的问题,对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析,得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明:PCM存在最佳的热扩散系数使固定熔点的PCM实现"均匀等速相变"。同时,增大PCM的热扩散系数可以有效降低加热面温度,但随着热扩散系数的增大,加热面温度降低幅度减小。通过分析Stefan数,得到了装置最佳的参数,使工况蓄热效果最佳。最后通过Stefan数为2. 88时的实验工况验证了相关规律的正确性。     

用高能球磨法制备的细晶Al-50Si合金的组织与性能

用高能球磨工艺制备Al-50Si合金粉末,将粉末经冷压、烧结、热压等工艺制备出Al-50Si合金块体材料,对球磨粉末和块体样品进行了显微组织观察、EDS分析和XRD分析,测定了块体样品的密度、硬度和热扩散系数.结果表明:高能球磨后Al-50Si合金粉末的硅粒子明显细化,其尺寸分布为1-15μm;在烧结过程中块体样品的硅粒子长大,其尺寸增大到5-30μm;Al-50Si合金块体材料具有较高的密度和硬度,其室温热扩散系数为55mm2·s-1.     

Cu2S相变过程中热扩散系数的精确测量和解析

材料发生相变时, 其结构和物理性能可能会发生剧烈的变化。采用激光闪射法测量热扩散系数时, 激光照射样品可能会伴随有光吸收/发射现象以及温度的显著升高, 导致其测量值偏离真实值。本工作以Cu₂S为研究对象, 发现激光照射样品后, 光吸收/发射的影响很小可以忽略, 但样品温度的升高则会明显影响热扩散系数的测量。通过构建具有不同石墨层厚度的石墨/Cu₂S双层结构, 利用石墨层减弱激光照射时Cu₂S样品的温度增加幅度, 成功使热扩散系数出现显著降低的起始温度接近采用DSC测量材料发生相变的起始温度。本研究进一步建立了石墨/Cu₂S双层结构样品的热流输运模型, 从石墨/Cu₂S双层结构样品的实验测试热扩散系数中解析出了Cu₂S在相变区间的本征热扩散系数。本工作对于理解和精确表征具有相变特征的离子导体热电材料、光敏、热敏材料的热扩散系数具有重要的意义。     

隐晶质石墨含量与粒径对复合材料导热性能的影响

以天然隐晶质石墨为导热填料,聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,采用热压法制备了隐晶质石墨/PVA导热复合材料,研究了纯化前后隐晶质石墨含量与粒径对复合材料导热性能的影响。结果表明,随着石墨含量增加,复合材料的热扩散率上升。隐晶质石墨含量分别为89%和99%时,原矿隐晶质石墨制备的复合材料热扩散率分别为5.224和7.459 mm2/s,纯化后隐晶质石墨制备的复合材料热扩散率则为7.839和9.458 mm2/s,纯化后复合材料热扩散率较原矿提高;纯化前后隐晶质石墨在未球磨和以300~600 r/min球磨时,随着平均粒径的减小,复合材料的热扩散率下降。原矿球磨后隐晶质石墨/PVA复合材料热扩散率从5.224 mm2/s减小到4.682 mm2/s,纯化后球磨隐晶质石墨/PVA复合材料热扩散率从7.839 mm2/s下降到6.019 mm2/s。研究表明,隐晶质石墨/PVA复合材料导热性能随着石墨含量的提高而增强,随着石墨粒径的减小而减弱。     

激光闪光法测定耐火材料导热系数的原理与方法

依据激光闪光法测定导热系数的理论基础和物理模型,推导了计算导热系数所需的热扩散系数和比热容两个参数的计算公式,从而阐述了该方法的原理。以美国安特公司产FLASH—LINE-5000型热扩散系数测定仪为例,介绍了激光闪光法测定导热系数设备的主要组成,并简要说明了该设备的操作步骤及导热系数的计算方法。     

基于激光闪射法测量某内燃机铝合金活塞的热物性参数

基于激光闪射法,采用闪射法导热仪测量了不同温度下某内燃机铝合金活塞的比热容、热扩散系数及导热系数。结果表明：随着温度的升高,该内燃机铝合金活塞的热扩散系数逐渐减小,比热容逐渐升高,导热系数在一定温度范围内呈逐渐增大的趋势。     

编织碳纤维/环氧树脂复合材料热扩散仿真

对编织碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料的三维热扩散性能进行有限元仿真研究。通过TexGen软件创建20层编织CF/EP复合材料三维仿真模型,计算了不同孔隙率样品的有效体积比热和热导率来设置材料属性,并使用幅值曲线模拟周期性点光源进行仿真。首先以孔隙率为0%的样品为例,采用非线性拟合求解热扩散系数,选出最优的调制频率范围为0.1~2 Hz。在此基础上研究了孔隙率对复合材料热扩散性能的影响。结果表明,编织CF/EP复合材料在平面内的热扩散系数随着孔隙率的增大而减小,孔隙率小于1.55%时,孔隙率每增加1%,热扩散系数下降5.4%。孔隙率大于1.55%时,下降速度变慢,仅为2.4%。在平面内沿着经纱和纬纱方向的热扩散较快,经(纬)纱45°方向的热扩散较慢,而在垂直方向上,由于点光源的穿透性使法向的热扩散最快,体现了热扩散的各向异性。      

基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置研究

介绍了基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置,利用脉冲激光对样品进行均匀加热,使样品内部产生一维热流,并通过红外探测器测量样品温升信号,采用立式真空加热炉控制测量温度环境,实现室温至1600℃的热扩散率测量。用该装置测量厚度为1. 1 mm,直径为10 mm的不锈钢样品,测量结果与PTB参考数据的偏差小于1%。     

基于CMDS的新型比磁化系数测定装置的应用

针对测定物质比磁化系数的重要意义和简易比磁化系数测定装置的不足,研制了新型比磁化系数测定装置,开发了比磁化系数测定系统(CMDS)。基于该系统对强磁性、弱磁性物质的比磁化系数进行了系统的测定。     

SiC泡沫陶瓷/SiCp/Al混杂复合材料的导热性能

运用挤压铸造法制备了SiC泡沫陶瓷/SiC颗粒/Al混杂复合材料,研究了温度和SiC泡沫陶瓷体积分数对复合材料热膨胀的影响.结果表明:随着温度的升高,复合材料的热容逐渐增大,热扩散系数、导热系数逐渐减小.随着增强体SiC体积分数的增大,复合材料的热容线性下降,热扩散系数和导热系数均非线性减小.由于混杂复合材料具有独特的复式双连续结构,复合材料的导热系数大于130W/(m·℃).     

纳米流体的分散性研究及其热物性测量

采用"两步法"制备了稳定性良好的γ-Al2O3-DW和CNTs-DW纳米流体,研究了分散剂对纳米流体悬浮稳定性的影响,测试了溶液的热扩散系数和比定压热容,并根据测试数据计算出导热系数.结果表明,分散剂种类和用量对纳米流体的分散有重要影响,相对于基础液体(DW),纳米流体的导热系数和热扩散系数有一定的提高,但比定压热容减小.     

高导热炭/陶复合材料的制备及其性能研究

以天然鳞片石墨粉为骨料炭、中间相沥青作粘结剂、以及Si,Ti为添加剂,利用热压工艺制备了系列炭/陶复合材料.考察了热压温度对材料物理性能和微观结构的影响.研究表明:随着热压温度的升高,最终材料的导热率和热扩散系数都单调增大;而抗弯和抗压强度则有所下降.当热压温度为2700℃时,在平行于石墨层方向材料的温热导热率、热扩散系数、抗弯和抗压强度分别为654W/m·K,413mm2/s,34.5,31.5MPa.当热压温度为2300℃时,材料微晶的定向排列程度就较高,晶格排列也较为规则.利用XRD,SEM,TEM等考察了材料的微观结构,探讨了材料导热性能与微观结构之间的相互关系.     

2D C/SiC复合材料氧化损伤的红外热波成像检测

采用红外热波成像技术分别对二维叠层C/SiC(2D C/SiC)复合材料的无SiC涂层盲孔试样和有SiC涂层的三点弯曲强度试样的氧化损伤进行无损检测。分析了材料氧化损伤与热辐射强度信号之间的关系, 以及热扩散系数与材料密度、抗弯强度之间的关系, 探索了采用红外热波成像检测和评价2D C/SiC氧化损伤的可行性。检测结果表明: 红外热波成像可以直观地反映2D C/SiC复合材料的氧化损伤。2D C/SiC氧化后的密度随热扩散系数的减小呈对数降低, 其抗弯强度随热扩散系数的减小呈抛物线降低。由此得出, 热扩散系数可以作为衡量陶瓷基复合材料的氧化损伤程度的依据, 红外热波成像是一种无损检测陶瓷基复合材料氧化损伤的有效方法。      

HPV16与HPV18假病毒核酸标准物质定值研究

以分别包含HPV16、HPV18 L1基因序列的假病毒为候选材料，通过数字PCR定量方法对L1基因的拷贝数浓度进行检测，同时验证了标准物质的均匀性和稳定性，研制了HPV16与HPV18假病毒核酸标准物质(NIM-RM5213和NIM-RM5214)。2种标准物质的拷贝数标准值及扩展不确定度(k=2)分别为：(1.52±0.13)×10³ copies/μL,(1.29±0.12)×10³ copies/μL。利用多家检测平台对2种标准物质进行定值验证，定值结果的相对标准偏差均在5%以内。该标准物质能够为HPV检测全过程的质量控制提供参考，有助于提升HPV核酸检测过程的准确性与有效性，具有广泛的应用前景。