基于声子理论低温界面热阻计算机仿真研究

摘要

在航空航天领域，固体界面热阻是航天器热控技术中普遍存在和必须解决的分析计算与设计制造问题。在超导技术领域，制冷机自接冷却系统在高温超导技术中得到广泛应用，自接冷却技术将己有的液氦与固体冷却的模式，转移到固体(超导器件)和固体(制冷机冷头)之间导热为主的传热模式。山于传热机理的变化，在固体接触导热中，界面热阻及其最佳热藕合机理成为自接冷却的关键技术和科学问题。在电子技术领域，电子产品的热输运问题有芯片内部集成电路与其基片之间的传热问题和芯片外壳的散热设计，其界面传热直接影响芯片性能指标和可靠性。 本文在总结前人研究上作和成果的基础上，运用计算机仿真方法和技术研究低温固体界面传热过程，从低温固体界面仿真建模的方法与技术以及微结构工程学，声子理论的角度来研究低温界面热阻的问题。 关于传统仿真建模研究，论文基于氮化铝(AlN)和Bi-2223的低温界面传热实验和实验数据，建立了AlN和Bi-2223的低温界面热阻回归分析仿真模型：运用最小二乘方法分析AlN和Bi-2223的低温界面热阻实验数据，得到AlN和Bi-2223的低温界面热阻参数拟和仿真模型。 基于微观热传道理论方面，主要运用了低温物理学中的声失配理论和散声失配理论对氮化铝(AlN)和Bi-2223之间的界面热阻进行讨论。由于声失配理论和散声失配理论对温度和粗糙度有很严格的要求，所以直接建模所得的理论数据与实验数据有很大的差距，本文采用声失配理论与传统研究方法相结合，通过与实验数据的分析拟合，提出了修正的数学模型，预测误差有了大幅度的降低。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章低温界面热阻理论

第3章ALN和Bi-2223低温界面热阻的仿真研究

第4章声子理论界面热阻仿真研究

第5章全文总结与展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢