各向异性二维材料的热输运及热辐射调控研究进展

二维材料体系中能量输运与宏观体材料存在显著差异.因此，二维材料的热输运和热辐射的研究对微纳器件热管理、辐射制冷等具有重要意义.本文首先总结了典型各向异性二维材料(如WTe₂、CrOCl、Ta₂NiS₅)的热学特性，分析了材料结构对热输运的影响，展示了在二维材料中调控热流的新机制；其次，针对高功率密度器件散热需求，总结了影响热界面材料性能的关键因素，回顾了利用二维材料各向异性的热输运特性提高聚合物复合材料热导率的新方法，包含空间取向调控、导热网络构建等；最后，围绕辐射制冷、红外伪装等领域应用需求，基于二维材料的独特晶体结构和电子结构，总结了通过离子插层方式调控发射率的新途径，全面分析了主客体结构、外加电场等对红外发射率的影响，展示了优化发射率调控能力的新途径.本文通过梳理相关研究进展，加深了对二维材料热输运和热辐射调控机制的理解，分析了材料制备、物性表征、机制探究中面临的挑战，展望了相关研究的发展方向.     

一维材料的热物理性质：低至原子级的瞬态表征（英文）

因为结构尺寸效应导致了强烈的能量载流子散射，一维微/纳米尺度材料的热物理性质显著区别于其相应的块体材料。本文深入评述了微/纳米尺度热物性瞬态表征的前沿技术。其中用到的瞬态激励源包括阶跃焦耳加热、阶跃激光加热、脉冲激光加热和频域调幅激光加热。在热探测方面，采用了基于电学和拉曼散射的测温/温度响应物理原理。这些技术可以测量从亚毫米级至原子级（单原子厚度）尺度的导热系数、热扩散率和比热容。本文侧重于综述这些瞬态技术相较于稳态技术的优势、物理原理、挑战和潜在应用，突显它们在揭示一维材料原子尺寸级别复杂热输运现象方面的重要意义。     

微波合成西佛碱络合物的电致发光性能

利用微波固相反应，合成了水杨醛－己二胺－锌Schiff碱络合物，通过对络合物进行热分析，发现由己二胺合成的金属络合物具有较高的热稳定性，可用作电致发光材料，不加空穴转移层的器件发光亮度较低，而加入二胺作为空穴转移层材料器件的亮度可达1390cd/m^2。     

MOSFET低温热载流子效应

与常温下相比，低温工作ＭＯＳ器件具有许多优点，但低温热载流子引起的器件蜕变却明显增强，本文简要研究了这种效应，包括低温热载流子的行为和界面态的产生及其对器件特性蜕变的影响，最后，从器件结构和工作条件等方面提出了抑制低温热载流子效应的设计考虑。     

非致冷IRFPA中硅微桥绝热结构的有限元数值模拟

介绍了硅微桥结构的传热物理模型及其理论计算方法,并利用MATLAB软件获得了数值模拟结果．分析表明,硅微桥结构一定的条件下,桥面所采用的热导材料和器件的封装方式对硅微桥结构绝热性能的影响是设计考虑的的重点．     

一种MEMS热电制冷器的设计

研究一种基于MEMS工艺的微型热电制冷器.采用薄膜热电材料减小器件的尺寸,采用微机械加工工艺形成的硅杯结构降低衬底的热泄漏.器件在材料和工艺上都与微电子工艺兼容,易于与电子器件集成.分别讨论了热电臂长度、厚度及绝缘膜厚度等结构参数对器件最大制冷温差、制冷系数、制冷功率等性能的影响,得出最优的设计参数.分析中考虑了绝缘层热泄漏,制冷区的热对流和热辐射,以及接触电阻等非理想因素.分析结果表明,器件工作时达到的最大温差为40 K;冷端温度为290 K时,制冷功率为3 mW.     

微器件制造特征信息描述与输入方法的研究

以硅基加工为研究对象，提出了一种基于特征的多层次体面相结合的微器件信息描述模型与相应的输入方法，该方法将微器将的三维几何结构按加工层进行分解，每一层由层主特征和若干辅助特征组成，建立了完整的微器件三维和二维表面制造特征，并与硅基微加工方法相联系，反映了微加工工艺的约束条件，且具有确切的加工形状，同时，将微器件信息描述为总体－加工层－特征－属性4级模式，在制造特征输入过程中，形成特征索引树及特征之间的关系，因此很好地表达了微器件的几何信息和工艺信息，为随后确定微器件的加工方法和工艺顺序提供了信息基础。     

微小气候热湿传递理论模型

综合考虑微小气候区的热湿传递现象，将温度梯度和水蒸汽压力梯度作为主要驱动力，同时考虑热湿相互耦合作用及相变过程中发生的蒸发冷凝现象，建立了一种反映微小气候热湿传递现象的机理模型。     

基于表面声波的微流控技术研究进展

 近年来，基于表面声波的微流控技术因为表面声波的产生与控制方式简单高效、表面声波与流体介质相互作用的形式多样，以及声波器件制备工艺简单、易于集成和检测等特点引起了广泛关注和研究。目前，基于表面声波的微流控技术在生化分析与疾病检测等领域中主要围绕细胞等微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面展开研究，部分技术已接近成熟，具有发展成为便携式设备的巨大潜力，市场应用前景广阔。本文总结了近20年来表面声波微流控技术在微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面的研究进展，并指出了相关研究正在由声力、声热、声电等单效应向多物理场效应转变，由二维、微米级操纵向三维、纳米级操纵转变、由平面型器件向柔性器件转变的趋势。     

2018年热超构材料研发热点回眸

 热超构材料研发活动在2018年再次取得丰硕的研究成果。回顾了热超构材料2018年在热传导、热对流、热辐射3种传热方式方面的研究进展及应用，归纳为7个研究热点：结构表面高效调控热传导、非均匀热学结构理论进展及应用开发、热学零折射隐身斗篷、建立了变换热对流理论、反常对流传热现象、从太阳和太空中同步收集能量、热超构材料应用设计与集成开发。     

Some effects of interface on fluid flow and heat transfer on micro- and nanoscale

The interfacial effects on flow and heat transfer on micro/nano scale are discussed in this paper. Different from bulk cases where interfaces can be simply treated as a boundary, the interfacial effects are not limited to the interface on a microscale but could extend into a significant, even the whole domain of the flow and heat transfer field when the characteristic size of the domain is close to the mean free path （MFP） of the carriers inside an object. Most of microscale thermal phenomena result from interfacial interactions. Any changes in the interactions between the object and boundary particles, such as the force between fluid and solid wall particles, microstructure of interfaces, could affect thermal properties, flow and heat transfer characteristics and hence change thermal conductivity, velocity and temperature profiles, friction coefficient and thermal radiative properties, etc. The properties of nanostructure or flow and heat transfer features of fluid in micro/nanostructures not only depend on themselves, but also on the interaction with the interface because the interface impact can go deep inside the flow. The same fluid, same channel geometry but different wall materials could have different flow and heat transport characteristics on microscale.     

石英薄膜热传导尺寸效应研究

对微米尺寸下的石英薄膜热传导尺寸效应进行了实验研究，结果表明：膜厚从微米数量级的尺寸开始，其传热的热导率就已开始体现出鲜明的膜厚尺寸依赖特性，经由微观能量输运理论分析后，得到了实验与理论相吻合的结果。     

均质非平衡态分子动力学模拟铜薄膜的热导率

为研究微电子器件中薄膜的“超常”传热行为，基于等温线性响应理论（LRT）和嵌入原子法（EAM）势函数，采用均质非平衡态分子动力学方法，对铜薄膜的热导率进行了计算机数值模拟，给出了铜薄膜热导率与薄膜厚度及温度之间的关系，模拟结果符合Flik关于微尺度薄膜导热的判据并与其他文献的实验数据基本一致，表明该方法和结果可以利用于微电子器件中的微尺度传热及热应力问题的分析。     

微型相转移超声催化合成扁桃酸

回流合成苄基三乙基氯化胺（TEBA）,并以之为相转移催化剂,采用超声波技术在微型仪器中合成了扁桃酸．与常量合成方法进行比较,微型的药品用量是常量的22％,反应时间比常量少0．5h,微型收率（43．2％）比常量收率（58．3％）有所减少．     

超薄膜润滑的分子动力学模拟

超薄膜（膜厚趋于分子量级）的摩擦特性与宏观流体膜有很大的不同,与超薄膜的微观结构有密切的关系。本文应用可以同时模拟超薄膜宏观和微观特性的分子动力学模拟（ＭＤＳ）方法,研究了超薄膜的微观结构与摩擦学特性间的关系,发现了平行于壁面的层状类固态结构;固液作用强度及膜厚大小对类固态结构有着明显的影响;超薄膜的极限膜厚由类固态与液相的比例决定。这种微观结构的相变改变了超薄膜的摩擦学特性。模拟中还发现了剪切诱导的微观构型。     

金属薄膜在短脉冲激光加热下的温度响应

利用非经典的双相延迟DPL(Dual曲ase lag)热传导方程,采用稳定的有限差分方法求解了金属薄膜在超短脉冲激光辐射作用下的温度响应.探讨了薄膜内温度响应随温度延迟相与热流延迟相的不同而产生的变化趋势,讨论了在微时间和微空间尺度条件下金属薄膜随不同的激光加热以及薄膜厚度而引起的热响应特征.     

对流－弥散问题的随机过程方法

建立了对流－弥散问题和随机过程之间的联系，确立了定解问题解的积分表示式。应用马尔可夫过程理论研究了具有多尺度非均质性的分形多孔介质中的弥散问题的尺度跃迁，得到跃迁的统计表示方法。     

12Ni3CrMoV钢焊接热影响区的断裂特征

本文采用裂纹张开位移(COD)试验方法,对60公斤级高强钢(12Ni3CrMoV)的热模拟试样,单道焊和多道焊实焊试样,热影响区的断裂韧性和裂纹扩展阻力进行了详细的研究.研究表明,在12Ni3CrMoV钢的焊接热影响区中存在着粗晶区脆化和不完全相变区脆化.粗大的马氏体和焊接过程产生的粒状贝氏体是脆化的内在原因.热模拟试样能够反映热影响区中各种组织的相对韧性次序.在模拟粗晶区中,晶粒度的大小是影响裂纹扩展阻力的主要因素.热模拟粗晶区的断裂韧性最差,而多道焊粗晶区具有较好的韧性,这是因为多道焊的粗晶区中马氏体经过多次热循环回火所致.焊接热模拟试样能够反映热影响区中对应组织的韧性,但利用热模拟试样难以评定实际焊接接头中热影响区的裂纹扩展阻力.     

硝基苯制备的微型化研究

对硝基苯的制备进行了微型化研究，经过几组常规和微型实验的对比，结果表明微型实验具有省试剂、少污染、安全快速、便于操作等特点，可在化学教学中推广应用。     

电弧炉炼钢过程的跨尺度能量集成理论研究

研究分析了电弧炉炼钢过程的冶金学特征,指出供应能量对电弧炉炼钢的物质转化过程起到了决定性的作用.观察、认识到在炼钢过程中存在着微观、介观、单元操作级和工位级等尺度级的时空多尺度结构.在工位级按能量将供氧、供电两项功率单元进行跨尺度集成,形成了工位级跨尺度能量集成的一般方法,并用数学公式进行了描述.工业试验和工业生产表明:跨尺度集成的理念和方法与炼钢生产相结合可取得较好的生产效果,平均冶炼电耗为271.1kW.h.t-1,氧气消耗为40.4m3.t-1,冶炼周期为52.9min.