توصيف النقل الحراري في المواد الصلبة ذات بعد واحد

الهدف العام للفيديو التالي هو تقديم التقنية الحرارية الكهربائية العابرة. هذه التقنية هي طريقة فعالة لقياس الانتشار الحراري للمواد الصلبة بدقة. لبدء القياس ، يتم تعليق العينة بين قطبين نحاسيين.

يتم تطبيق معجون الفضة على منطقة التلامس مع القطب الكهربائي للعينة لتقليل مقاومة التلامس الحراري والكهربائي إلى مستوى ضئيل. ثم يتم وضع العينة بأكملها في غرفة مفرغة لتقليل انتقال الحرارة إلى الهواء. أثناء القياس ، يتم تغذية تيار متدرج من خلال العينة للحث على تسخين JUUL.

سيتم تسجيل ملف تعريف وقت الجهد المستحث بواسطة راسم الذبذبات. سيؤدي الانتشار الحراري الأعلى للعينة إلى تطور أسرع في درجة الحرارة ، مما يعني وقتا أقصر للوصول إلى الحالة المستقرة. لذلك ، يمكن استخدام هذا التغير في درجة حرارة الجهد العابر لتحديد الانتشار الحراري.

يتم إجراء التركيب النظري لارتفاع درجة الحرارة التجريبية الطبيعية باستخدام قيم تجريبية مختلفة للانتشار الحراري للعينة. يتم أخذ إعطاء القيمة ، وأفضل ملاءمة للبيانات التجريبية كخاصية حرارية للعينات. يرجى التحقق من المخطوطة للحصول على الخلفية النظرية التفصيلية.

تتمتع تقنيات TD بالعديد من المزايا لما استخدمه الناس في الماضي. أولا ، يوسع نطاق المواد التي يمكننا قياسها. الآن يمكننا قياس كل من المواد الموصلة وغير الموصلة.

ثانيا ، يحسن بشكل كبير الدقة البيئية والاستقرار. سيظهر طالب الدراسات العليا لدينا ، خوان لين ، الإجراء في هذا العمل. تستخدم عينات شعر الرأس البشري التي تم جمعها من أنثى سليمة تبلغ من العمر 30 عاما لإظهار كيفية إعداد التجربة ومعالجة البيانات التجريبية.

أولا ، قم بتعليق العينة بين قطبين نحاسيين. ثم يتم تطبيق معجون الفضة في منطقة التلامس مع القطب الكهربائي للعينة لتقليل مقاومة التلامس الحراري والكهربائي إلى مستوى ضئيل. بعد ذلك ، يتم استخدام المجهر لإجراء الفحص الأولي للعينة.

يجب أن نتأكد من أن معجون الفضة لم يلوث العينة المعلقة عن طريق التسرب إلى أسفل طول الشعر. بمجرد تلوث الشعر بمعجون الفضة ، ستتغير الخصائص الحرارية بشكل جذري. إذا لوحظت أي تلوثات ، فيجب إعداد عينة جديدة للتجربة.

نظرا لأن عينات شعر رأس الإنسان ليست موصلة للكهرباء ، يتم طلاء طبقة رقيقة جدا من الفيلم الذهبي حوالي 40 نانومتر خارج العينة لجعلها موصلة للكهرباء. سيتم طرح تأثير الذهب هذا على الانتشار الحراري من النتيجة النهائية. عند معالجة البيانات التجريبية ، ضع العينة الآن في غرفة التفريغ وضخها إلى واحد إلى ثلاثة ميلون ، مما يؤدي إلى تأثيرات توصيل الغاز الضئيلة.

ثم يتم تغذية تيار مستمر متدرج من خلال العينة لإدخال التسخين الكهربائي. سيتم تسجيل ملف تعريف وقت الجهد المستحث بواسطة راسم الذبذبات. أخيرًا.

سيتم استخدام مجهر إلكتروني ماسح لتوصيف طول وقطر العينات. يتم إجراء التركيب النظري لارتفاع درجة الحرارة التجريبية الطبيعية باستخدام قيم تجريبية مختلفة للانتشار الحراري للعينة. يتم أخذ إعطاء القيمة ، وأفضل ملاءمة للبيانات التجريبية كخاصية حرارية للعينات لشعر رأس الإنسان.

تم طلاء عينتين بغشاء ذهبي مرتين تم اختبارهما مرتين على التوالي. لدينا أربعة انتشار حراري فعال ومن المعادلة 12 في المخطوطة. نحن نعلم أن ترميز العينة بغشاء ذهبي سيغير المقاومة فقط.

النقطة التي يتقاطع فيها منحنى التركيب مع الوصول إلى الانتشار الحراري هي قيمة الانتشار الحراري الفعال عندما تكون المقاومة غير محدودة ، مما يعني أنه لا يوجد تأثير ذهبي. من خلال الجمع بين هاتين النقطتين ، يمكن الكشف عن العلاقة بين الانتشار الحراري الحقيقي ، بما في ذلك تأثير الإشعاع و L تربيع على D. نعمل استقراء خطي لدرجة L يساوي صفرا، وهو ما يعني عدم وجود تأثير إشعاعي، والانتشار الحراري عند هذه النقطة يساوي 1.42 في 10 أس سالب سبعة أمتار مربعة لكل ثانية.

تعكس هذه القيمة الانتشار الحراري للعينة دون تأثير الإشعاع في تأثير طلاء الذهب. بالنسبة للتوصيلية الحرارية الحقيقية ، يمكن تقييمها بسهولة من خلال هذه المعادلة إذا تم إعطاء الكثافة في حرارة معينة. تعد تقنية TD نهجا فعالا وقويا للغاية لقياس مجموع الخصائص الفيزيائية أو المواد الآن لنفس المادة باستخدام طولين مختلفين.

أخيرا ، يمكننا قياس مجموع الترابط ، وبعض الانتشار. أيضا فعالية السطح إذا أعطيت الكثافة والحرارة النوعية للمادة.