应用激光闪光法测量薄膜材料的热扩散率

目的是将用于测量片状试样的热扩散率的激光闪光法推广至测量薄膜试样。应用 1 5纳秒脉冲 Nd:YAG激光及响应时间 0 .9微秒的 (Hg,Cd) Te红外探测器等建立了闪光法热扩散率测量系统 ,并应用此系统对微米量级厚度的不锈钢薄膜进行了测量。同时针对将激光闪光法应用于薄膜时所出现的问题 ,如激光的有限脉冲时间及有限吸收厚度效应 ,测量系统的滞后效应 ,以及增强红外吸收及辐射用表面黑化膜的影响进行了分析并提出了解决方法     

激光脉冲法测量硬硅钙石绝热材料热扩散率

本文采用非线性参数估计方法来确定硬硅钙石型微孔硅酸钙绝热材料的热扩散率.首先将绝热材料夹在两个金属片之间制成夹层结构试样,采用激光脉冲法测量试样背面温升;然后通过理论温升曲线与实验测得的温升曲线的拟合,来估计绝热材料的热扩散率.采用非线性参数估计可同时估计出热扩散率、散热系数以及试样吸收的能量.通过实验确定出进行热扩散率测量的绝热材料最佳厚度为1.6～1.9mm;由试样厚度精度和接触热阻所引起的测量误差在5.8%以内.     

闪光法测定半透光物质热扩散率

针对传统的闪光法在物理模型上不适于用来测试半透光物质热扩散率的问题,提出了一个新的物理模型,该模型根据物质的透光性,确定样品对脉冲激光的吸收为指数型,建立了相应的微分方程并求得其解析解．在激光导热仪上对A1N、牛角2种试样进行了测试,采用正交拟合的方法计算了这2种试样的热扩散率．结果表明2个MN试样的热扩散率值分别为0．482和0．502cm     

闪光法测量半透明材料热扩散率的理论研究

建立了闪光法测量半透明材料热扩散率的一维瞬态导热-辐射耦合换热数学模型,采用基于控制容积的离散坐标法分析求解激光脉冲在半透明材料内的温度响应,并与由热四端网络法得到的半解析解进行了对比和验证.研究结果表明:两种计算方法在各种计算条件下得到的结果吻合很好.数值方法更灵活,可以处理物性非线性问题,但计算时间较长;半解析法的计算速度非常快,但只能处理常物性问题.此外,本文对试样吸收系数、辐射边界、厚度及试样表面的热损失等因素对温度响应的影响进行了对比分析.     

氮化铝样品厚度与热扩散率关系研究

应用激光闪光技术测量不同厚度的氮化铝AlN样品时,发现热扩散率测得值随样品厚度的减小而降低。这一现象无法用传统的理论加以解释。我们在考虑了AlN材料的部分透光性之后,推导出与传统公式不同的半经验半理论公式,应用此公式可克服上述现象及矛盾。传统公式是新公式的一个特例。     

聚酰亚胺薄膜的热扩散特性研究

研究一种可见光/红外转换薄膜. 给出转换薄膜热扩散的理论公式,并进行求解,得出薄膜的温度扩散分布曲线. 对于3种不同厚度的薄膜热扩散距离的仿真结果分别为113.0,113.4,114.2 μm. 制备了不同厚度的聚酰亚胺薄膜并设计了实验,热扩散距离的实验结果分别为119.6,121.6,122.8 μm. 实验结果表明,该理论模型是基本正确的. 基于这种薄膜制备的可见光/红外图像转换器,可用于对各种红外成像仪器进行性能检测和实验.      

变间隙不接触三电极薄膜材料介电参数的测量

利用自行研制的高精度变间隙不接触三电极系统，研究了在薄膜材料（厚度小于30μm）相对电容率（εr）和介质损耗角正切（tanδ）测量中的相关技术问题，包括试样厚度测量的准确度，薄膜多层总厚度的合理选择，试样与电极间预留空气间隙的大小等．此外，还对两种不接触电极方法（变间隙法和变电容法）作了比较，分析了各自的优缺点及适用范围．研究结果表明，空气介质的变间隙不接触电极方法可成功应用于板材和薄膜试样εr和tanδ的测量，εr的测量值误差可控制在5％以内，tanδ可测到10^-5数量级．     

用光声技术测量薄膜热扩散率的一种新方法

介绍了用光声技术结合调频锁相技术测量薄膜热扩散率的一种新方法，将锁相分析仪用作相关和矢量分析，测试样品在调频范围的光声信号的相位可快速而准确地测出，用计算机对相位数据进行处理即可得到样品的热扩散率，用几十微米厚的钛膜检验了此方法，实验结果表明此方法对测量薄膜热扩散率是非常有效的     

一维热波法测量薄膜纵向热扩散系数

针对薄膜样品的纵向热扩散系数测量的困难性,研究了利用稳态纵向热流法(SCHF)的测量结构和Angstrm法的一维热波理论相结合的方法,分析了热波在样品中传播的过程,并导出了样品的纵向热扩散系数.文中测量了厚度为30 μm~1 mm的聚四氟乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯薄膜,结果表明,该方法是真实可信的.     

薄膜材料导热性质的测量

应用交流光热法测量薄膜材料的热扩散率,测量范围为１０－７～１０－３ｍ２／ｓ．对于不同热扩散率的材料样品,在测量中会产生不同类别的系统性误差,如二维效应、散热效应、空气层作用以及端部反射效应．分析了对不同热扩散率的材料样品进行测量时产生系统性误差的类别,并简单介绍了防止和修正的方法．针对聚合物膜、不锈钢箔、铜箔与化学气相沉积金刚石膜等各类材料进行了实测,取得了较满意的结果     

光学薄膜厚度监控的研究

光学薄膜厚度监控的研究魏红振杨杨李家熔（华中理工大学激光工程研究院武汉４３００７４）对于多层薄膜的制备，精确监控每一层膜的厚度是必须的，否则不可能制备一个预期的薄膜系统。应用最广泛的监控方法是采用光电检测，直接测量薄膜透过率或反射率值的极值控制方法。...     

T0601095 YX-CEMS固定污染源排放烟气连续监测系统

该监测系统是用于烟尘、烟气在线连续监测的高科技产品。整个系统由颗粒物CEMs、气态污染物CEMS、烟气参数CEMS及数据采集与处理系统四部分组成。应用激光透射法测量烟尘的排放浓度．应用热管抽取法采样和非分散红外吸收法（NDIR）测量SO2等气态污染物排放浓度，     

AZO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射法,用Zn(99.99%)掺Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,用紫外可见、红外分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析,并对AZO薄膜的折射率和厚度进行了理论分析。薄膜的光谱分析结果表明:薄膜样品的可见光透射率平均值均在80%以上。AZO薄膜在紫外有很强的吸收峰,在红外区域,其反射率可达70%。通过理论计算得出了AZO薄膜样品的厚度为101 nm,与台阶仪测量的结果基本相符。     

AZO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射法,用Zn(99.99%)掺 Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,用紫外可见、红外分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析,并对AZO薄膜的折射率和厚度进行了理论分析.薄膜的光谱分析结果表明:薄膜样品的可见光透射率平均值均在80%以上.AZO薄膜在紫外有很强的吸收峰,在红外区域,其反射率可达70%.通过理论计算得出了AZO薄膜样品的厚度为101 nm,与台阶仪测量的结果基本相符.     

金属薄膜中的微尺度热传导

为解决微尺度下金属薄膜中的热传导问题，利用电子-声子相互作用的抛物型两步热传导模型，考虑金属晶格对热传导的效应，研究了一半无限大金属薄膜在边界上受简谐温度作用的一维热传导问题，应用拉普拉斯变换及数值反变换技术，得到了温度的分布，并考虑了金属晶格相对热扩散率F1、电子相对热扩散率Fe、热松弛时间比B及外加简谐温度频率ω的效应对金属薄膜中温度分布的影响．研究结果表明：晶格对温度分布有显著的影响；薄膜中的温度及热影响区随着Fe的增大而降低、变小，而随F1、B及ω的增大而增高、变大；热在薄膜中以有限的速度进行传播．     

地壳热导率:测量技术、测量结果及地球动力学意义

针对青藏高原下部地壳物质如何产生部分熔融的问题,对测量地壳岩石热扩散率的激光闪光法的测量方法进行分析,认为该方法的测量结果只能给出岩石的晶格热导率。计算结果表明,青藏高原在隆升过程中,仅由热传导因素不能导致该地区地壳物质的部分熔融,大范围的岩浆活动应该是耗散热、水的参与、放射性物质的富集及下地壳相对低的热导率共同作用的结果。     

测定薄膜厚度的基片X射线衍射法

基于X射线衍射与吸收理论，建立了一种薄膜厚度测量方法，即基片多级衍射法．利用X射线衍射仪测量高速钢表面的TiN薄膜厚度，由于膜下基片的衍射强度较高及衍射峰形良好，可以确保薄膜厚度的测量精度．本法克服了非晶薄膜材料中薄膜衍射信息较差以及存在织构等不利因素所导致测量结果不可靠等问题．     

红外可见双波长激光干涉仪

红外、可见双波长激光干涉仪是采用自行设计的可调双波长氦氖激光器作为光源．光路中所有光学元件均兼容红外（３．３９μｍ）和可见（０．０３μｍ）两个波长，可以在同一光路中测得薄膜样品在上述两个波长下的光学参数。这种激光干涉仪一次测量可确定薄膜的三个光学参数即折射率，吸收系数和厚度。文中论述了测量原理、实验装置和测量结果的实例。     

闪光法测量热扩散率的有限脉冲效应研究

用格林函数法推导了闪光法测定热扩散率的有限脉冲效应的Ｌａｒｓｏｎ方程得到了一个与Ｌａｒｓｏｎ不同的解，对这２个解进行了对比和讨论，指出了Ｌａｒｓｏｎ的解所存在的问题。说明了本文的解较Ｌａｒｓｏｎ的解更加完善和合理。并给出了一个简洁的计算公式。     

应用激光引发热栅方法测量液体热扩散系数的研究

综述了流体工质导热系数及热扩散的各种测量技术,阐明了应用激光引发热栅方法测量液体热扩散系数的理论、实验装置和实验技术,给出了应用该方法测量液体以及液体混合物热徼扩散系数的一些典型结果,并与文献数据进行了比较。