低温固体界面热阻三维可视化仿真

提出低温固体界面传热的可视化仿真，将固体界面传热微观过程和宏观参数计算可视化。采用VC＋＋6．0工具设计了界面传热的可视化仿真软件，基于Bi2223与氮化铝陶瓷（AIN）界面热阻低温实验数据，导入仿真软件，得到Bi2223与氮化铝陶瓷（AlN）界面传热的可视化仿真图和仿真曲线，用仿真手段探索三维界面层传热的微观机理。     

污垢热阻的监测系统装置开发

根据传热学基本原理，建立了污垢热阻动态监测模型；并在此基础上，基于LabVIEW软件开发了污垢热阻实验装置系统，以实现对数据的自动采集、分析与处理。阐述了测试系统的LabVIEW软件，同时对装置系统进行了校正并与通用监测方法相比较，证明了其准确性和可靠性，对污垢理论研究具有推动作用。     

温差发电元件串并联性能实验

为降低数据机房的能源消耗,研究了温差发电技术回收利用数据机房低温余热的装置设计,并通过搭建的小型温差发电模拟装置进行了实验研究,得到了不同数目温差发电片的热电模块在不同温差下的短路电流、开路电压和负载功率的实验数据。分析结果表明:温差发电片按串联、并联方式连接的短路电流和开路电压均随温度差和连接温差发电片数目的增加而增加;低温差条件下,所设计的小型温差发电模拟装置不考虑接触热阻时,热电模块的内阻为100左右;10~20℃的温差可以作为数据机房用于回收利用低温废热的温差发电装置工作温度。     

金属基热界面材料研究进展

随着芯片向小型化、集成化和高功率化发展，其在工作时产生的热量增多，若产生的热量不能及时传递到外部，会严重影响电子元件的性能和使用寿命。热界面材料是电子元件散热结构中重要的组成部分，其主要作用是填充电子元件与散热器之间的空气间隙，使电子元件产生的热量快速转移，降低界面热阻。综述了现有热界面材料的种类和特点，详细介绍了金属基热界面材料的类型与性能特征、研究现状及存在的问题等，并对低熔点金属基热界面材料的发展进行了展望。     

研究高温超导的XPS谱仪低温样品台

在Las3000表面分析系统上安装了自制的低温测量装置和真空清洁刮刀，用该装置首次获得－140℃条件下表清洁的YBa2Cu3O7－σ的X射线兴电子能谱，为研究高温氧化物超导体的超导机制提供了最新的低温数据。     

铜离子在δMnO2上多级交换反应过程研究

本文分别用ＰＨ线和交换等温线研究了金属铜离子与δＭｎＯ２固体粒子之间的交换反应，发现铜离子的交换过程是一价金属铜离子与水合氧化物上的氢之间进行，并且发现此交换是多级交换反应，运用多有交换理论以其交换过程和机理进行分析和解释，求出了三级交换反应平衡常数。     

污垢热阻的监测系统装置开发

根据传热学基本原理,建立了污垢热阻动态监测模型;并在此基础上,基于LabVIEW软件开发了污垢热阻实验装置系统,以实现对数据的自动采集、分析与处理。阐述了测试系统的LabVIEW软件,同时对装置系统进行了校正并与通用监测方法相比较,证明了其准确性和可靠性,对污垢理论研究具有推动作用。     

金属铜期货与现货价格关系研究

利用协整理论考察实物商品现货价格与期货价格之间是否存在长期稳定关系.以金属铜为例,对2002-2006年伦敦金属交易所(LME)的铜现货价格与期铜价格日数据进行协整分析,研究表明,两者的对数时间序列是非平稳的,并存在协整关系.     

北京科技大学覆铜陶瓷基板工程化制造研究获突破

正北京科技大学材料学院的研究人员在活性金属钎焊(AM B)陶瓷覆铜基板工程化制造领域取得突破,在国内率先成功研制出了大面积(4.5″×4.5″)氮化铝覆铜基板。据悉,陶瓷覆铜基板是高压大功率IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块的重要组成部件,既具有陶瓷的高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性,又具有无氧铜的高导电性和优异焊接性能,还     

火灾下组合构件内温度场分析的二维热阻单元

目的 开发模拟钢与混凝土之间界面热传导的二维热阻单元,研究界面热阻对火灾下组合构件内温度分布的影响.方法 把通过界面的热流当作混凝土单元和钢单元的对流边界条件,分别推导出热流边界对有限元方程的贡献,然后把这些贡献组合到一起,形成热阻单元的导热单刚.结果 推导出了二维热阻单元导热单刚的通用积分表达式,并给出了六节点和四节点两种特殊矩形热阻单元导热单刚的显式表达式,这些单元已经装配到作者开发的温度场分析软件TFIELD中.结论 数值算例表明,笔者开发的热阻单元能够模拟界面热阻对组合构件内温度分布的影响.     

Ka频段6 W固态集成功放的热分析与设计

热模拟是毫米波中高功率放大器设计中的关键环节之一,可靠的散热结构可确保系统中有源器件工作在额定温度下,而基于有限元方法的数值模拟技术是毫米波功率放大器热分析的重要工具。针对由四块毫米波功率单片合成的Ka频段6 W固态集成功放,采用有限元软件ANSYS建立了其三维热模型,对模型在空气自然对流情况下的温度分布状况进行了模拟和分析,模拟结果与实测值基本吻合,验证了模型的有效性。研究结果对毫米波功率放大器的热设计提供了重要的理论依据。     

BEPCII低温冷却系统的热力设计及数值模拟

为保证超导设备的正常运行,给出超导腔(SRF)和超导插入聚焦四极磁体(SCQ)以及超导螺线管探测器磁体(SSM)等3类超导设备和其他辅助设备的结构,并进行了漏热分析,根据各类超导设备的特点选择不同的冷却方式冷却,通过对超导设备低温冷却流程的数值模拟得出系统的热力运行参数.模拟结果表明:利用超临界氦流冷却超导插入四极磁体较采用过冷液氦流冷却超导插入四极磁体为佳.     

Fabrication and plasma arc thermal shock resistance of HfB2-based ultra high temperature ceramics

Two hafnium diboride based ceramic matrix composites containing 20% (volume fraction) SiC particle and with or without AlN as sintering additives were fabricated by hot-pressed sintering. The mechanical properties and microstructures of these two composites were tested and the thermal shock resistances were evaluated by plasma arc heater. The results indicate that the composite with AlN as sintering additive has a denser and finer microstructure than composite without sintering additive, and the mechanical properties, thermal shock resistance of the composite with AlN as sintering additive are also higher than those of the composite without AlN. Microstructure analysis on the cross-section of two composites after thermal shock tests indicates that a compact oxidation scale contains HfO₂ and Al₂O₃ liquid phase is found on the surface of composite with AlN, which could fill the voids and cracks of surface and improve the thermal shock resistance of composite.     

BEPCⅡ低温冷却系统的热力设计及数值模拟

为保证超导设备的正常运行，给出超导腔（SRF）和超导插入聚焦四极磁体（SCQ）以及超导螺线管探测器磁体（SSM）等3类超导设备和其他辅助设备的结构，并进行了漏热分析，根据各类超导设备的特点选择不同的冷却方式冷却，通过对超导设备低温冷却流程的数值模拟得出系统的热力运行参数．模拟结果表明：利用超临痹氦流冷却超导插入四极磁体较采用过冷液氦流冷却超导插入四极磁体为佳．     

小尺寸器件栅隧穿电流预测模型

针对具有超薄氧化层的MOS器件,使用积分方法,提出了一个新的栅隧穿电流与氧化层厚度关系的理论预测模型,在此基础上使用HSPICE对MOS器件的特性进行了详细的研究,并定量分析了器件的工作情况,预测了在栅隧穿电流的影响下小尺寸器件的特性变化趋势.使用BSIM 4模型进行仿真的结果与所提出的理论模型相符合.     

热障涂层热破裂失效过程的数值分析研究

从热障涂层的非均匀性特点出发，运用基于细观力学原理的材料真实破坏过程分析RFPA数值模拟方法，对热障涂层的热破裂失效过程以及表面预置裂纹对形成界面裂纹的影响进行了数值模拟分析，从表面预置裂纹的长度和密度两个方面研究了陶瓷涂层与基体间界面裂纹的形成机理和分层剥离模式.模拟结果真实再现了热障涂层的热失效过程.     

液氢热分层的数值模拟

本文试图用计算流体力学中的涡流函数法对低温流体-液氢热分层进行数值模拟,同时拟台出表面温度对热流密度、液体充满率及时间的表达式,并把计算结果与文献的实验数据进行比较。     

合金元素比例对铜铅合金纳米拉伸力学特性的影响

铜铅合金由于铜的高塑性、高强度以及铅的自润滑功能,是经过实践检验证明的优良减磨材料,广泛应用于精密机械和航空航天领域中.为研究元素比例在铜铅合金材料纳米拉伸过程中对其力学特性的影响,采用Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法建立大规模多晶铜分子动力学模型,在此基础上,采用混合蒙特卡洛/分子动力学方法(hybrid Monte Carlo/molecular dynamics, MC/MD)建立铜铅合金模型.根据真实铜铅合金比例成分建立具有不同铅原子比例的铜铅合金模型并与多晶铜纳米拉伸模型对比,模拟计算多晶体及铜铅合金的纳米拉伸过程,计算各模型的缺陷结构的配位数、内应力、原子势能等参数.结果表明:具有不同元素比例的铜铅合金纳米拉伸过程存在显著的规律性,铜铅合金和多晶铜的静水压力及势能分布相似,铅原子能够抑制铜铅合金晶界处位错的形核与扩展从而使合金材料结构更稳定,合金材料塑性变形过程中晶粒和晶界的势能变化特点相反,铅原子的加入主要影响晶界状态,晶界结构组成在合金塑性变形过程中具有主要作用.因而,通过改变铜铅合金中的元素比例,可改变合金材料各方面性能,本文的研究结果为制备高性能铜铅合金材料提供一定的理论指导.     

Impedance Spectroscopy of Ion Beam Mixed Cu/BaTiO_3PTCR Ceramics

The positive temperature coefficient resistance ( PTCR) barium titanate ceramic samples have been prepared by the standard solid-state reaction method, and the ceramic samples have been treated by depositing copper films with magnetron sputtering method. The metallic copper films deposited on the ceramic substrates have been mixed at room temperature with argon ions in energy of 400 keV. Ion beam mixing induced modification of PTCR behavior of the ceramics was studied by using the ac complex impedance method and the resistance vs. temperature measurements . The results showed that room temperature resistance dramatically decreased and Curie point shifted toward higher temperature side for the ion beam mixed samples.