半透光材料热扩散率测试的物理模型研究

建立了测试半透光材料热扩散率的物理模型,实际测试了牛角试样的热扩散率,并与传统的Ｐａｒｋｅｒ模型进行了比较。理论分析和测试结果表明该模型是正确的,具有广泛的适用性。     

材料热扩散率的非稳态测量与应用

热扩散率是材料热物性中一个非常重要的参数。在材料热扩散率的测试中,主要是利用非稳态方法进行测量。非稳态测量方法具有测量周期短、测试方便、结果准确等优点。主要对常用的5种利用非稳态测试材料热扩散率的方法进行了阐述,详细介绍了它们的工作原理、方法特点以及近几年来的科研成果。同时,列举了目前热扩散率测试的一些常用产品和相关测试标准。最后,对热扩散率测试的未来发展趋势进行了展望。     

陶瓷热障涂层的热导率和热扩散率测量

提出了应用3ω法进行等离子喷涂热障涂层材料的热导率和热扩散率测量的方法。测试了室温下2种典型的热障涂层材料Y2SiO5和La2Zr2O7的热导率和热扩散率,测试结果与文献中的结果吻合良好。实验中对不同孔隙率的样品的热导率在室温附近的温度区间内进行测试,结果表明,孔隙率的变化对热导率有明显的影响。另外,孔隙率对热扩散率有双向的影响,即存在某一孔隙率值使得涂层样品的热扩散率最大。     

激光脉冲法研究半透明PI/SiO_2薄膜的热扩散率

激光脉冲法在应用于测量对实验探测波段红外线半透明的材料热扩散率时遇到了困难。文中提出了新的解决办法:即通过对理论探测曲线进行分析,并通过在实际探测曲线上的升温幅度和特征点计算得到了热扩散率,成功地解决了这一难题。在-73℃~290℃的范围内获得了对激光和红外线都是半透明的聚酰亚胺(PI)薄膜的热扩散率,并研究了室温下PI/SiO2复合材料的热扩散率随SiO2含量的变化规律。     

基于热扩散率的微尺度特性表征方法研究进展

材料及其界面的许多微尺度特性的改变常常会导致其热扩散率的变化,反之,则可以通过材料热扩散率参量的实际变化来表征这些特性。如在微尺度条件下,热扩散率会因为材料所受辐照剂量的改变而改变,亦和正电子的泯灭寿命存在着某些关系;在某些金属的相变点,其热扩散率会发生突变;某些材料的元素组分、晶粒尺度、薄膜厚度等参数的变化也会对热扩散率造成影响。总结了近年来国内外基于热扩散率的微尺度特性表征方法及其研究成果,阐述了各种表征方法的原理,并指出了其应用前景,有望为部分材料及其界面的一些微尺度特性的测试提供新的途径和方法。     

AIN薄膜的研究进展

ＡＩＮ是一种重要的近紫外、蓝光半导体材料。本文就ＡＩＮ的物理特性，薄膜生长，性能测试分析的研究进展作一些阐述。对ＡＩＮ在制作发光器件、固溶体合金、电学绝缘等方面的应用也作了探讨     

发泡聚乙烯振动传递特性关系研究

目的 研究使用常用设计变量快速获取发泡聚乙烯振动传递率-频率曲线最大峰值处频率以及振动传递率的方法,降低缓冲材料测试表征工作量。方法 首先设计等静应力实验,并通过理论分析和有限元仿真分析2种方法分别进行分析,明确变量,进而设计正交实验,在此基础上使用准牛顿法+通用全局优化法进行了公式拟合。结果 等静应力实验结果显示,不同砝码重量与接触面积组合利用有限元仿真分析所得峰值对应频率不变,但是峰值对应传递率会发生变化。砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度作为变量分别与频率、振动传递率拟合后的R2为0.996、0.951。结论 静应力不能单独作为振动传递率-频率曲线变化的影响因素。需要选择砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度3个因素作为振动传递率-频率曲线变化影响因素。这3个因素与峰值对应的频率以及振动传递率有较为明显的潜在规律。拟合所得公式可以提高设计效率,减少缓冲材料测试的工作量。     

光反射干涉谱新方法测试薄膜厚度和光学常数

依据测量薄膜和光之间相互作用可确定薄膜特性的原理,并基于光反射干涉谱与德国最新研发薄膜分析软件SCOUT的新方法可测量已知或未知材料的多层薄膜厚度及其折射率n、消光系数k。通过实际测试证明：该方法可测试单晶硅、玻璃、ITO玻璃基底上沉积薄膜的厚度,样品基本不需要特别准备,对样品无破坏性,测试精准。理论上可以测量所有透光或半透光薄膜的厚度和光学常数,操作非常简便,适合于镀膜行业的在线检测和实时监控,且SCOUT软件在多层膜及多种材料的研发、制备等方面具有应用潜力。     

液晶聚酯与氮化铝复合基板材料的研究

利用模压成型方法制备了氮化铝（ＡＩＮ）和液晶聚酯（ＬＣＰＥ,ＰＥＴ／６０ＰＨＢ）的复合基板材料,研究了影响基板材料导热系数,线膨胀系数,介电性能和力学性能的因素,实验结果表明,在复合材料中ＡＩＮ的用量是影响复合材料上述各种物理性能的关键;对氮化铝粉的处理和改善ＡＩＮ与聚合物之间的两相界面,则是进一步提高复合材料热物理性能和力学性能的重要环节。填加８５％（质量）的ＡＩＮ的液晶聚酯复合基板材料其导热系     

磁光盘多层结构AIN和AlSiN薄膜材料研究

本文研究了磁光材料保护膜ＡＩＮ和ＡＩＳｉＮ薄膜材料，讨论了它们的性能与溅射工艺参数的关系，研究了ＡＩＮ及ＡｌＳｉＮ薄膜对磁光盘材料的保护作用，研究同时表明：ＡＩＮ及ＡｌＳｉＮ保护膜能对磁光材料起干涉增强磁光克尔效应作用。     

基于脉冲涡流热成像的面内方向性热扩散率测量

针对导电材料面内方向性热扩散率的测量,提出脉冲涡流热成像法这一新方法。该方法采用感应式脉冲线激励源,在导电试件表面形成沿一定方向的感应涡流,实现局部热激励,在非稳态条件下实现了材料面内方向热扩散率的测量;简单调节试件与线感应激励线圈的角度,就可以快速无损非接触地测量试件在垂直线圈方向上的热扩散率值。对感应线激励下面内热传导及高斯温度分布进行了分析,分别对AISI304不锈钢、纯铁、纯镍3种材料的热扩散率进行了测量,测量结果与手册值相符,偏差小于9.0%,相对扩展不确定度分别为3.18%,3.72%,3.70%。     

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。      

纳米氧化铜/辛酸-肉豆蔻酸相变储能材料的制备及热物性

辛酸(OA)-肉豆蔻酸(MA)是一种极有发展潜力的相变材料,但是因过低的导热系数限制了其进一步大规模推广。通过添加纳米氧化铜(CuONP)改善其导热性,制备了一种融化温度在7~9℃的可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料。利用理论模型预测OA-MA二元共熔体系的融化温度与相变潜热,发现计算结果与实验不符。对比不同分散剂对CuONP的分散效果,发现白猫洗洁精分散效果最好。通过步冷试验、差示扫描量热法(DSC)、瞬态平面热源法(Hotdisk)及加速热循环实验,对比不同质量比CuONP对OA-MA在宏观热表现、融化温度、相变潜热、导热系数与热扩散率等方面的影响来研究纳米流体的传热传质机理,并提出了热扩散率与相变潜热的拟合曲线;根据材料300次与600次循环后的融化温度与相变潜热,发现该材料循环热稳定性较好。     

400～800℃热扩散率样品稳定性试验研究

文章利用基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置,在400 ～ 800℃范围内对石墨、不锈钢、纯铜、刚玉材料样品进行试验,考核了其材料样品的热扩散率稳定性、重复性,进行了热扩散率的试验,并对其测量结果进行研究分析,对热扩散率标准样品的选定提出建议.     

交流量热法测量SiO2薄膜的热扩散率

介绍了交流量热法测量薄膜热扩散率的原理和系统组建，用脉宽为纳秒级的超短激光脉冲作为热源，测量了Si衬底上厚度为100nm和500nm的SiO2薄膜水平方向上的热扩散率，实验结果表明该结构的热扩散率比SiO2体材料的要小，并且随着SiO2层厚度的减小，热扩散率也减少。     

数值模拟中混凝土类材料应变率效应曲线的惯性效应修正

数值模拟是研究混凝土类材料在动载下响应的有效方法,准确输入材料真实的应变率效应曲线对预测结构在动载下的响应有重要作用。收集了1990年以来针对混凝土类材料的动态抗压实验数据,并将惯性效应对材料动态强度的影响进行剥离,得到真实的材料应变率效应引起的抗压动态强度放大因子（DIF_ε）与应变率对数的关系曲线。分析数据发现:实验得到的抗压动态强度放大因子（DIF_s）和惯性效应引起的抗压动态强度放大因子（DIF_i）都随试件尺寸的增大而增大;随着材料准静态强度增大,混凝土类材料DIF_i随应变率增长的增长幅度减小。对比拟合曲线与其他曲线可知,在高应变率下,新的应变率效应拟合曲线比已有半经验公式能更好地反映实验数据的DIF_ε;模拟时分别输入新的应变率效应曲线和CEB推荐公式,将输出结果与DIF_s对比,验证了新的应变率效应曲线的优越性。     

玻纤增强聚丙烯复合材料的应变率敏感特性

采用层合热压实验法将玻璃纤维基毡与聚丙烯薄膜复合制成不同玻纤含量的玻纤增强聚丙烯(GF/PP)复合板材,在不同的加载速率下进行拉伸测试,研究GF/PP复合材料的应变率敏感特性,分析Burgers模型对该材料本构关系拟合预测的可行性。结果表明:GF/PP复合材料在低应变率范围内对应变率是敏感的,随应变率的增加,其断裂应力和抗拉强度增大;随玻璃纤维含量的增加,其所对应的应变率效应反而有所下降。同时,Burgers模型能够有效地拟合预测出该材料的拉伸应力-应变曲线,与实验曲线相比,进一步验证了GF/PP复合材料的应变率敏感特性及其变化趋势。     

逸出功测试与GaAs光电发射材料的激活

采用铯氧多次交替激活可获得积分灵敏度高达１７００μＡ／ｌｍ、逸出功低至１．２～１．３ｅＶ的负电子亲和势ＧａＡｓ光电发射材料。本文介绍了ＧａＡｓ光电材料的激活系统及其逸出功测试系统，叙述了艳氧多次交替激活工艺，给出了激活过程中灵敏度与逸出功的变化曲线，分析了ＧａＡｓ光电材料导带上内光电子波函数的透射系数与逸出功之间的关系，最后讨论了逸出功测试在高性能ＧａＡｓ光电材料制备过程中的作用。     

TiC-xNi金属陶瓷的燃烧合成及其热物理性能

利用自蔓延高温燃烧民结合机械厂压力方法制备了TiC-Ni金属陶瓷,研究了ＴiC-Ni金属陶瓷材料的密度,比热度、比热容、热传导以及热膨胀性质随温度和组成的变化关系,结果表明：ＴiC-Ni材料的密度在w(Ni)为２０％时致密性达到最高,材料的比定压热容在浊试温度区内呈线性增加;ＴiC-Ni材料的热扩散率随度的升高基本呈增加趋势,热扩散率随Ｎi含量的增加而增加,热导率的变化与热扩散率的变化有相似的规律,材料的热膨胀系数随温度的升高单调递增,温度上升相同情况下,材料的热膨胀系数随Ｎi含量的增加而增加。     

性能优异的多功能宽禁带半导体AIN薄膜

作为具有优异介电性、压电性的宽禁带半导体材料，ＡＩＮ是重要的电子封装材料、绝缘介质材料、声表面波材料和蓝光紫外发光材料。本文介绍了ＡＩＮ材料结构特性、薄膜制备及应用的最新进展。