课题基金基金详情
微纳米尺度下点接触的能量输运机理的研究
结题报告
批准号:
51106029
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王建立
依托单位:
学科分类:
E0606.热物性与热物理测试技术
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈敏华、林晓辉、魏志勇、张春伟、王建强、刘亚东
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
微纳米尺度下的接触问题不仅广泛存在于航天航空、核技术与工程、能源利用等工程领域,同时可用于研究界面处电子/声子的输运特性,具有重要的科学意义。目前由于测试技术的限制,所研究的接触点尺寸一般在微米级以上。本课题旨在精确系统地测量由交叉金属微米纤维构成的特征尺寸小于100 nm的节点的接触热阻和接触电阻,进而揭示微纳米尺度接触点处能量输运的微观传递规律。研究中拟整合直流稳态法和改进的3-omega法实验系统,实现在10-300K温度范围内金属型节点的接触热阻和接触电阻的同时测量;通过力学分析,结合接触热阻和接触电阻的实验结果,得到接触点的准确尺寸,理论预测考虑能量弹道输运和扩散输运过程的微纳米尺度节点的接触热阻;通过表征接触表面的绝缘层厚度,揭示绝缘层对接触热阻和接触电阻的影响规律;以实验测量和理论计算结果为依据,验证Wiedemann-Franz定律对金属型接触点的适用性。
英文摘要
接触/界面能量输运性质的研究是航天航空、微电子技术等领域的关键课题之一,开展相关实验和理论研究具有重要的科学意义和实用价值。在微纳米尺度点接触热阻研究方面,本项目设计加工了由交叉微米线构成的点接触热阻检测仪,搭建了直流稳态法和3-omega法的实验平台,分析了温度、作用力、材料和尺寸等因素对点接触热阻和接触电阻的影响;结合力学模型和Ansys软件,模拟得到了接触点的尺寸,计算了接触热阻随作用力的变化曲线;用原子力显微镜分析了进行腐蚀处理过后的金属纤维表面形貌,由于绝缘层的存在,Wiedemann-Franz定律在金属接触点出并不适用,Lorenz数随作用力增加而增大最后趋于稳定;由于电子平均自由程大于接触点尺寸,推导得到的接触点尺寸随温度升高而增大,因此必须考虑弹道能量输运过程。在界面传热研究方面,用原子力显微镜表征了金属薄膜表面粗糙度和厚度,用俄歇电子谱分析了沿厚度方向的元素分布,用飞秒激光热反射法测量得到的Al/Si界面热导随磁控溅射功率增加而增大,随负偏压增加而减小;通过化学气相沉积方法制备了石墨烯,采用磁控溅射和热蒸镀两种方法沉积了Al 薄膜,由于石墨烯的介入阻碍了界面原子间扩散,因此在一定条件下将增大界面热导。通过接触以及界面传热的研究工作,深入探讨了界面能量输运机理,发展了微纳米尺度传热测量技术,为进一步研究原子/分子接触处能量输运过程提供了有利理论和技术支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2014
期刊:化工学报
影响因子:--
作者:王建立
通讯作者:王建立
DOI:--
发表时间:--
期刊:工程热物理学报
影响因子:--
作者:朱建军;陈云飞;张兴;王建立
通讯作者:王建立
DOI:--
发表时间:2012
期刊:中国科学:技术科学
影响因子:--
作者:张春伟;毕可东;王建立;倪中华;陈云飞
通讯作者:陈云飞
DOI:--
发表时间:2013
期刊:东南大学学报(英文版)
影响因子:--
作者:张春伟;赵伟玮;毕可东;雍国清;高雪松;王建立;陈云飞
通讯作者:陈云飞
DOI:10.1007/s10853-012-6377-3
发表时间:2012-06-01
期刊:JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE
影响因子:4.5
作者:Wang, Jianli;Xia, Re;Chen, Yunfei
通讯作者:Chen, Yunfei
基于T形扫描热探针技术的微观运动界面非平衡能量传递过程研究
  • 批准号:
    52376159
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王建立
  • 依托单位:
金属纳米薄膜的非傅立叶导热机制及其对界面传热的影响
  • 批准号:
    51876041
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王建立
  • 依托单位:
原子/分子接触的热电转换效率及其输运性质的研究
  • 批准号:
    51476033
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王建立
  • 依托单位:
国内基金
海外基金