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金纳米薄膜导电和导热性质的实验研究

工程热物理学报 2009年第11期30卷 1907-1909页

作者：马维刚王海东曹炳阳张兴清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

由于尺寸效应和晶界效应的影响,纳米薄膜在导电和导热方面呈现出与体材料不同的性质。本文实验研究了不同厚度(20～54 nm)金薄膜在不同温度(100～340 K)的导电、导热性质。测量结果显示,薄膜的电导率和热导率比体材料小,洛伦兹数比体材... 详细信息

由于尺寸效应和晶界效应的影响,纳米薄膜在导电和导热方面呈现出与体材料不同的性质。本文实验研究了不同厚度(20～54 nm)金薄膜在不同温度(100～340 K)的导电、导热性质。测量结果显示,薄膜的电导率和热导率比体材料小,洛伦兹数比体材料大,Wiedemann-Franz定律不再成立。随着厚度增加,薄膜的电导率,热导率和电阻温度系数都增加。薄膜热导率随温度变化趋势与体材料相反,随着温度升高而升高。电导率随温度变化趋势与体材料相同,随着温度升高而降低;但薄膜没有体材料对温度变化敏感,导致电阻温度系数下降。

关键词：金纳米薄膜热导率电导率电阻温度系数洛伦兹数

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超临界流体黏度的拉曼光谱测量方法研究

工程热物理学报 2014年第4期35卷 757-761页

作者：李秦宜张兴清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

超临界流体黏度的测量对于工业应用具有重要意义。本文利用流体的拉曼光谱随压力的变化关系,基于泊肃叶流动规律,提出超临界流体黏度的非接触式光学测量方法。首先,对甲烷及其混合物、二氧化碳及其混合物的拉曼光谱随压力的变化规律作... 详细信息

超临界流体黏度的测量对于工业应用具有重要意义。本文利用流体的拉曼光谱随压力的变化关系,基于泊肃叶流动规律,提出超临界流体黏度的非接触式光学测量方法。首先,对甲烷及其混合物、二氧化碳及其混合物的拉曼光谱随压力的变化规律作综述分析,分析表明可以利用甲烷及其混合物的拉曼光谱较为精确地获取体系压力,但利用拉曼光谱精确测量二氧化碳及其混合物压力的方法有待进一步研究。接着,对测量系统作理论设计和灵敏度分析。测量系统由储气罐、可控压力的高压注射泵、温控平台、毛细管阵列和拉曼光谱仪等部件组成,毛细管阵列进出口压力变化显著,用于测量甲烷及其混合物的黏度具有较高灵敏度。

关键词：超临界流体黏度测量方法拉曼光谱

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碲化铋薄膜载能粒子相互作用的超快研究

工程热物理学报 2012年第8期33卷 1423-1427页

作者：马维刚张兴清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

碲化铋禁带宽度非常窄而具有高电导率和塞贝克系数,同时具有低热导率,成为已知室温下优值系数最高的热电材料。已有研究表明,纳米薄膜和超晶格是进一步提高材料热电性能的可行途径。因此超快研究碲化铋纳米薄膜中载能子间的相互作用过... 详细信息

碲化铋禁带宽度非常窄而具有高电导率和塞贝克系数,同时具有低热导率,成为已知室温下优值系数最高的热电材料。已有研究表明,纳米薄膜和超晶格是进一步提高材料热电性能的可行途径。因此超快研究碲化铋纳米薄膜中载能子间的相互作用过程对开发高性能热电材料有重要意义。本文采用飞秒激光泵浦-探测技术,实验研究了沉积在硅基底上厚度为100 nm碲化铋薄膜中各载能粒子的相互作用过程。通过改变延迟时间步长,分别观察到价带电子被光子激发跃迁至导带,激发电子在导带内与声子的能量弛豫及导带电子与空穴复合跃迁至价带,并将能量传递给声子导致声子温度升高的过程。此外,还观察到热应力产生的声波,并据此得到了碲化铋薄膜中纵波声速为2649 m s^(-1)。

关键词：碲化铋纳米薄膜载能粒子泵浦-探测飞秒激光

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多壁碳纳米管热物性参数的理论计算

工程热物理学报 2008年第10期29卷 1715-1718页

作者：宋梦譞严环张兴清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

本文计算了多壁碳纳米管的声子色散关系,分析了多壁碳纳米管的声子振动模式和热物理性质.结果表明:多壁碳纳米管的层间相互作用使得声子频率升高,因而使得比热容和热导率降低.在极低温区层间相互作用对热物性参数的影响明显.对于(5,5)@(... 详细信息

本文计算了多壁碳纳米管的声子色散关系,分析了多壁碳纳米管的声子振动模式和热物理性质.结果表明:多壁碳纳米管的层间相互作用使得声子频率升高,因而使得比热容和热导率降低.在极低温区层间相互作用对热物性参数的影响明显.对于(5,5)@(10,10)管,不考虑层间相互作用时热导率的计算值在10 K处可相差60%.随着层数的增加,多壁管热导率值降低,并且趋向定值。

关键词：碳纳米管比热容热导率声子

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基于除湿循环的液体干燥剂性能分析

工程热物理学报 2008年第7期29卷 1107-1110页

作者：陈林李震清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

溶液除湿的空气调节方式中,液体干燥剂的性质决定了除湿的效果、除湿所需的代价。关于液体干燥剂的各种热力学性质,有较多的研究结果,但这些结果不能直接反映各种干燥剂的差别。本文考虑了一种较为理想的除湿循环,将文献中干燥剂的物性... 详细信息

溶液除湿的空气调节方式中,液体干燥剂的性质决定了除湿的效果、除湿所需的代价。关于液体干燥剂的各种热力学性质,有较多的研究结果,但这些结果不能直接反映各种干燥剂的差别。本文考虑了一种较为理想的除湿循环,将文献中干燥剂的物性数据用于除湿循环,通过除湿能力、除湿容量、除湿代价等评价指标分析,研究了三种常用液体干燥剂的性能。这种基于除湿循环分析液体干燥剂的方法,对于干燥剂的研制和选用具有一定的指导作用。

关键词：除湿循环液体干燥剂性能

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铝纳米薄膜热导率的实验研究

工程热物理学报 2014年第6期35卷 1136-1139页

作者：贾琳马维刚张兴清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

金属纳米薄膜作为一种典型的纳米材料,已广泛应用于信息技术领域。研究表明,随着金属薄膜特征尺寸的减小,金属薄膜体现出与常规不同的热输运特性。本文采用飞秒激光泵浦-探测实验方法,结合抛物两步模型和修正的抛物两步模型,对铝纳米薄... 详细信息

金属纳米薄膜作为一种典型的纳米材料,已广泛应用于信息技术领域。研究表明,随着金属薄膜特征尺寸的减小,金属薄膜体现出与常规不同的热输运特性。本文采用飞秒激光泵浦-探测实验方法,结合抛物两步模型和修正的抛物两步模型,对铝纳米薄膜热导率进行研究。结果表明,考虑了声子热导率修正的抛物两步模型比抛物两步模型更能准确描述热反射信号。拟合得到铝膜热导率分别为98 W·m^(-1)·K^(-1)和94 W.m^(-1)·K^(-1),小于铝的体材料热导率,铝纳米薄膜热导率具有尺度效应,同时拟合得到声子热导率为2.8 W·m^(-1)·K^(-1),提出一种利用飞秒激光泵浦-探测测量声子热导率的方法。

关键词：铝纳米薄膜热导率抛物两步模型飞秒激光

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交叉圆柱节点接触热阻的理论和实验研究

工程热物理学报 2010年第7期31卷 1193-1197页

作者：王建立宋柏顾明张兴热科学与动力工程教育部重点实验室清华大学工程力学系北京100084

本文基于弹性变形模型计算了准稳态"T"形法中热线与待测线间接触面的几何尺寸。在椭球坐标系下,建立了交叉圆柱间接触热阻的理论计算模型。利用准稳态实验系统,在100～300K温度范围内测量了交叉圆柱间干节点的接触热阻。结果表明,如果... 详细信息

本文基于弹性变形模型计算了准稳态"T"形法中热线与待测线间接触面的几何尺寸。在椭球坐标系下,建立了交叉圆柱间接触热阻的理论计算模型。利用准稳态实验系统,在100～300K温度范围内测量了交叉圆柱间干节点的接触热阻。结果表明,如果考虑热线弯曲变形的影响,理论预测得到的接触热阻与实验值吻合较好,且均随温度升高而减小。

关键词：交叉圆柱接触热阻准稳态“T”形法弯曲变形