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低温固体接触界面热阻分析与仿真研究

作　者: 王丽萍
导　师: 陈焕新
学　校: 华中科技大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 固体接触界面热阻回归分析模型仿真激光光热热载子传递
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

固体接触界面热输运是微尺度传热学的研究前沿内容,也是超导应用、空间热控、微电子系统及纳米器件散热等领域亟需解决的关键科学问题。本文以固体接触界面热阻为中心,运用回归分析、模型仿真、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。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,设计了20K-300K铜-氮化铝接触界面热阻的激光光热实验系统及装置。基于相关实验数据,对铜-不锈钢、铜-铝、铜-铜接触界面热阻进行了回归分析和模型仿真。仿真结果表明,固体接触界面热阻随温度升高先急剧减小而后逐渐增大,随压力增大而逐渐减小;温度和压力对固体接触界面热阻存在耦合作用。基于具有微(纳米)级厚度的三维微结构接触界面层的概念,对基于声子传递的固体接触界面热阻模型进行了分析讨论;综合考虑电子、声子传递,电子-声子耦合作用,建立了固体接触界面热载子热阻模型。由于固体接触界面热阻的复杂性及不确定性,固体接触界面热输运及机理迫切需要进一步深入研究,才能得到完满揭示和阐明。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
主要符号表  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 学科及工程背景  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
  1.3 本文主要工作  15-16
2 固-固接触界面热阻的激光光热实验研究  16-25
  2.1 激光光热实验原理  16-20
  2.2 激光光热实验系统及装置  20-24
  2.3 本章小结  24-25
3 固体接触界面热阻的回归分析及模型仿真  25-41
  3.1 固体接触界面热阻的回归分析  25-32
  3.2 固体接触界面热阻的模型仿真  32-36
  3.3 温度、压力对固体接触界面热阻的影响  36-40
  3.4 本章小结  40-41
4 固体接触界面热阻预测模型  41-58
  4.1 固体接触界面层的热载子传输  41-42
  4.2 基于声子传递的接触界面热阻模型  42-45
  4.3 DMM 模型分析讨论  45-51
  4.4 固体接触界面热载子热阻模型  51-53
  4.5 固体接触界面热载子热阻模型的计算讨论  53-57
  4.6 本章小结  57-58
5 总结和展望  58-60
  5.1 全文总结  58
  5.2 展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65

低温固体接触界面热阻分析与仿真研究

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