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Silicone oil-based solar-thermal fluids dispersed with PDMS-modified Fe3O4@graphene hybrid nanoparticles

Progress in Natural Science:Materials International 2018年第5期28卷 554-562页

作者： Peng Tao Lei Shu Jingyi Zhang Chiahsun Lee Qinxian Ye huaixin guo Tao Deng State Key Laboratory of Metal Matrix Composites School of Materials Science and Engineering Shanghai Jiao Tong University Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory

One of the most challenging problems that limit the practical application of carbon-based photothermal nanofluids is their poor dispersion stability and tendency to form aggregation. Herein, by using Fe3O4@graphene hybrid nanoparticles as a model system, we proposed a new method to prepare stably dispersed silicone oilbased solar-thermal nanofluids that can operate at high temperatures than water-based fluids. The introduction of Fe3O4nanoparticles between graphene nanosheets not only physically increases the inter-plane distance of the graphene nanosheet but also provides numerous anchoring points for surface modification. Phosphate-terminated polydimethylsiloxane chains, which have high compatibility with the silicone oil base fluids and hightemperature stability, were synthesized and utilized to modify the Fe3O4nanoparticle surfaces. The attached chains create steric hindrance and effectively screen the strong inter-plane van der Waals attraction between graphene sheets. Dispersion stability of the nanofluids with different concentrations of surface-modified hybrid nanoparticles and heated under different temperatures was investigated. We have demonstrated that such fluids could maintain stable dispersion under a heating temperature up to 150 °C depending on the concentration of the hybrid nanoparticles. The resultant nanofluids maintained stable dispersion after repeated heating and were employed for consistent direct solar-thermal energy harvesting at 100 °C.

关键词： Silicone oil Graphene Nanofluid Dispersion Solar-thermal energy

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Thermal characterization of GaN heteroepitaxies using ultraviolet transient thermoreflectance

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Chinese Physics B 2019年第6期28卷 105-109页

作者： Kang Liu Jiwen Zhao Huarui Sun huaixin guo Bing Dai Jiaqi Zhu 1Ministry of Industry and Information Technology Key Laboratory of Micro-Nano Optoelectronic Information System Harbin Institute of TechnologyShenzhen 518055China Center for Composite Materials and Structures Harbin Institute of TechnologyHarbin 150080China Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory Nanjing Electronic Devices InstituteNanjing 210016China

Thermal transport properties of GaN heteroepitaxial structures are of critical importance for the thermal management of high-power GaN electronic and optoelectronic devices. Ultraviolet(UV) lasers are employed to directly heat and sense the GaN epilayers in the transient thermoreflectance(TTR) measurement, obtaining important thermal transport properties in different GaN heterostructures, which include a diamond thin film heat spreader grown on GaN. The UV TTR technique enables rapid and non-contact thermal characterization for GaN wafers.

关键词： GaN heteroepitaxy thermal conductivity transient thermoreflectance ultraviolet laser

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Evaluation of non-azeotropic mixtures containing HFOs as potential refrigerants in refrigeration and high-temperature heat pump systems

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Science China(Technological Sciences) 2010年第7期53卷 1855-1861页

作者： ZHANG ShengJun, WANG huaixin & guo Tao Department of Thermal Energy and Refrigeration Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China Department of Thermal Energy and Refrigeration Engineering Tianjin University Tianjin China

With the increasing environmental concern on global warming, hydrofluoro-olefin (HFOs), possessing low GWP, has attracted great attention of many researchers recently. In this study, non-azeotropic mixtures composed of HFOs (HFO-1234yf, HFO-1234ze(z), HFO-1234ze(e) and HFO-1234zf) are developed to substitute for HFC-134a and CFC-114 in air-conditioning and high-temperature heat pump systems, respectively. The cycle performances were evaluated by an improved theoretical cy-cle evaluation methodology. The results showed that all the mixtures proposed herein were favorable refrigerants with excel-lent thermodynamic cycle performances. M1A presented lower discharge temperature and pressure ratio and higher COPc than that of HFC-134a. The volumetric cooling capacity was similar to HFC-134a. It can be served as a good environmentally friendly alternative to replace HFC-134a. M3H delivered similar discharge temperature as CFC-114 did. And the COPh was 3% higher. It exhibits excellent cycle performance in high-temperature heat pump and is a promising refrigerant to substitute for CFC-114. And the gliding temperature differences enable them to exhibit better coefficient of performance by matching the sink/source temperature in practice. Because the toxicity, flammability and other properties are not investigated in detail, ex-tensive toxicity and flammability testing needs to be conducted before they are used in a particular application.

关键词： hydrofluoro-olefin non-azeotropic mixtures refrigerant air-conditioning system high-temperature heat pump

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Reliable and broad-range layer identification of Au-assisted exfoliated large area MoS_(2)and WS_(2)using reflection spectroscopic fingerprints

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Nano Research 2022年第9期15卷 8470-8478页

作者： Bo Zou Yu Zhou Yan Zhou Yanyan Wu Yang He Xiaonan Wang Jinfeng Yang Lianghui Zhang Yuxiang Chen Shi Zhou huaixin guo Huarui Sun School of Science and Ministry of Industry and Information Technology Key Laboratory of Micro-Nano Optoelectronic Information System Harbin Institute of Technology ShenzhenShenzhen 518055China Collaborative Innovation Center of Extreme OpticsShanxi UniversityTaiyuan 030006China State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures Institute of SemiconductorsChinese Academy of SciencesBeijing 100083China University of Science and Technology of China Hefei 230026China Science and Technology on Monolithic Integrated Circuits and Modules Laboratory Nanjing Electronic Devices InstituteNanjing 210016China

The emerging Au-assisted exfoliation technique enables the production of a wealth of large-area and high-quality ultrathin two dimensional(2D)***,damage-free,and reliable determination of the layer number of such 2D films can greatly promote layer-dependent physical studies and device ***,an optical method has been developed for simple,high throughput,and accurate determination of the layer number for Au-assisted exfoliated MoS_(2)and WS_(2)films in a broad thickness *** method is based on quantitative analysis of layer-dependent white light reflection spectra(WLRS),revealing that the intensity of exciton-induced reflection peaks can be used as a clear indicator for identifying the layer *** simple yet robust method will facilitate fundamental studies on layer-dependent optical,electrical,and thermal properties and device applications of 2D *** technique can also be readily combined with photoluminescence(PL)and Raman spectroscopies to study other layer-dependent physical properties of 2D materials.

关键词： Au-assisted exfoliation MoS_(2)and WS_(2) layer identification white light reflection spectra excitonic peaks

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基于GaN功率器件的热仿真技术研究

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固体电子学研究与进展 2017年第3期37卷 176-181页

作者：郭怀新韩平陈堂胜微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016 固体微结构物理国家实验室南京大学南京210093

针对大功率器件散热瓶颈问题,基于GaN功率芯片,利用有限元分析方法开展了芯片近结区热特性模拟方法的研究。建立了芯片近结区散热能力仿真评估的三维理论模型,系统地研究了不同的初始条件、边界条件、晶格热效应及结构理论假设等因素对... 详细信息

针对大功率器件散热瓶颈问题,基于GaN功率芯片,利用有限元分析方法开展了芯片近结区热特性模拟方法的研究。建立了芯片近结区散热能力仿真评估的三维理论模型,系统地研究了不同的初始条件、边界条件、晶格热效应及结构理论假设等因素对仿真精度的影响,分析了理论建模因素对计算结果的影响的原因。同时采用红外热成像仪对不同功率下的GaN芯片结温进行测试验证,模拟计算的结果和测试值的偏差在10%之内,表明合理建模的热仿真技术可有效评估器件散热能力。

关键词： GaN芯片热仿真结温有限元分析

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盖板结构对外壳密封可靠性影响的有限元分析

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固体电子学研究与进展 2015年第4期35卷 392-397页

作者：郭怀新程凯胡进王子良南京电子器件研究所南京210016

针对器件在密封可靠性检测过程中的结构易失效现象,利用ABAQUS有限元数值方法对器件外壳在密封检验过程中的结构可靠性进行仿真分析,计算和分析了不同盖板结构设计对外壳受力分布和受力形式的影响,预测外壳潜在的结构失效薄弱区,定量评... 详细信息

针对器件在密封可靠性检测过程中的结构易失效现象,利用ABAQUS有限元数值方法对器件外壳在密封检验过程中的结构可靠性进行仿真分析,计算和分析了不同盖板结构设计对外壳受力分布和受力形式的影响,预测外壳潜在的结构失效薄弱区,定量评估盖板结构对外壳结构可靠性的影响规律。结果表明外壳应力大小与盖板结构密切相关,不同结构的应力最大值相差15.7倍,通过盖板结构的优化,可有效避免外壳结构薄弱区,并从理论上阐述了盖板结构对应力影响的机制。

关键词：可靠性应力集中外壳有限元分析

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柔性热管的研究进展与展望

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中国材料进展 2018年第12期37卷 1025-1032,1047页

作者：陶鹏常超郭怀新陈寰贝尚文邓涛上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240 南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室江苏南京210016 南京电子器件研究所江苏南京210016

现代电子设备的大功率化、高度集成化、微型化、柔性化发展趋势对先进的热管理材料和技术提出了迫切需求。基于气液相变的热管技术是一种高效的热管理手段,然而传统的刚性热管满足不了复杂结构、狭小空间的微型电子元器件以及可折叠电... 详细信息

现代电子设备的大功率化、高度集成化、微型化、柔性化发展趋势对先进的热管理材料和技术提出了迫切需求。基于气液相变的热管技术是一种高效的热管理手段,然而传统的刚性热管满足不了复杂结构、狭小空间的微型电子元器件以及可折叠电子器件的高性能散热需要,发展新型柔性热管技术有望克服上述问题,具有重要意义。系统介绍了柔性热管的基础理论、结构设计、材料加工、器件制备等方面的研究进展,以及其在航空航天、电子产品等领域的实际应用。基于柔性热管的发展历程和研究现状,对该领域今后的研究和发展方向做出了展望。

关键词：柔性热管气液相变热阻导热率

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GaN功率器件芯片级热管理技术研究进展

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固体电子学研究与进展 2018年第5期38卷 316-323页

作者：郭怀新孔月婵韩平陈堂胜微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室南京电子器件研究所南京210016 固体微结构物理国家实验室南京大学南京210093

详细论述了GaN器件热瓶颈的原因,并对近年来国外正在开展的先进芯片级散热技术研究情况进行系统分析和评述。揭示了高导热材料及微流体与芯片近结集成的各类散热技术的热设计原理、工艺开发和面临的技术挑战,阐述了GaN器件芯片级热管理... 详细信息

详细论述了GaN器件热瓶颈的原因,并对近年来国外正在开展的先进芯片级散热技术研究情况进行系统分析和评述。揭示了高导热材料及微流体与芯片近结集成的各类散热技术的热设计原理、工艺开发和面临的技术挑战,阐述了GaN器件芯片级热管理的技术现状和发展方向。

关键词： GaN器件芯片级热管理金刚石微流体

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GaN功率器件片内微流热管理技术研究进展

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电子元件与材料 2020年第6期39卷 1-7页

作者：顾鹏飞郭怀新沈国策韩潇南京电子器件研究所江苏南京210016

GaN器件大功率、高集成度的发展受限于热积累效应引起器件结温升高问题,严重导致器件性能和寿命衰减,使GaN器件的高功率性能优势远未得到发挥,片内微流热管理技术是解决热瓶颈的重要途径。针对上述问题,详细论述了GaN器件热瓶颈的基础... 详细信息

GaN器件大功率、高集成度的发展受限于热积累效应引起器件结温升高问题,严重导致器件性能和寿命衰减,使GaN器件的高功率性能优势远未得到发挥,片内微流热管理技术是解决热瓶颈的重要途径。针对上述问题,详细论述了GaN器件热瓶颈的基础问题和片内微流热管理的重要性,并对近年来国际正在开展的片内微流散热技术研究情况进行系统分析和评述,揭示了微流体与GaN器件片内近结集成的各类设计方法、工艺开发途径和面临的技术难点,阐述了GaN器件片内微流热管理技术的现状和发展方向。

关键词： GaN功率器件热积累综述片内微流散热技术热管理热流密度

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蓝宝石光学窗口辐照效应

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南京航空航天大学学报 2009年第4期41卷 500-504页

作者：张海亮张明福左洪波韩杰才汪桂根郭怀新哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080

蓝宝石光学窗口在空间环境服役时,将会受到不同射线(如γ射线、X射线)以及离子流(如电子、质子等)的辐照作用,使其光学性质及结构发生变化,影响使用性能。为模拟空间环境,采用60Co源及电子流对蓝宝石进行辐照,研究了蓝宝石经辐照后的光... 详细信息

蓝宝石光学窗口在空间环境服役时,将会受到不同射线(如γ射线、X射线)以及离子流(如电子、质子等)的辐照作用,使其光学性质及结构发生变化,影响使用性能。为模拟空间环境,采用60Co源及电子流对蓝宝石进行辐照,研究了蓝宝石经辐照后的光学性能及结构变化,测试了蓝宝石辐照前后的表面粗糙度以及吸收光谱和荧光光谱变化。AFM实验表明,γ射线辐照对蓝宝石表面粗糙度几乎没有影响,而电子流辐照使得蓝宝石表面粗糙度增加。吸收光谱结果显示,蓝宝石经γ射线及电子流辐照后在紫外可见波段表现出较强的吸收,出现206,238,300和330 nm等吸收峰。荧光光谱发现335 nm和410 nm等荧光发光峰。最后分析了色心产生原因,计算了辐照前后的色心浓度。

关键词：蓝宝石辐照色心

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