调制光热法低温铜和不锈钢接触界面热阻实验研究

摘要

低温固－固接触界面间热传输的优劣决定着器件的热可靠性和器件的使用寿命，铜和不锈钢都是工程上的常用材料，本文以铜和不锈钢接触界面热阻为研究中心，采用调制光热法进行实验研究，运用回归分析、理论分析等方法展开研究，探索固体接触界面热阻微观机理。
　　 本课题属于国家自然科学基金（50876034）。在课题组前期实验研究的基础上，进一步研究激光光热实验原理及运用条件，完善了温度范围为70K—290K，压力范围为0.23MPa—0.68MPa条件下铜和不锈钢接触界面热阻的激光光热实验系统及装置。
　　 本文通过探讨稳态法测量接触界面热阻的误差，得到稳态法的局限性，由调制光热法测量铜热扩散系数的实验，确定了调制光热法的可行性，并通过铜和不锈钢接触界面热阻实验，分别测量接触界面热阻随着温度和压力变化的规律，由接触界面热阻实验数据，我们发现，铜和不锈钢接触界面热阻随温度升高而减小，随压力增大而逐渐减小；对实验数据进行分析，采用回归分析，对比不同的回归模型，得出温度和压力对固体接触界面热阻存在耦合作用。
　　 本文采用的样品都是金属材料，分析具有微（纳米）级厚度的三维微结构接触界面层的热载子情况，以电子为热载子建立模型，并且提出在温度低于20K下的电子、声子耦合的接触界面热阻预测模型。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

2 调制光热法测量高纯铜热扩散系数实验研究

3 调制光热法测量铜和不锈钢接触界面热阻

4 铜和不锈钢接触界面热阻回归分析

5 铜和不锈钢接触界面热阻预测模型

6 总结与展望

致 谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表的论文及参与科研项目