Caracterización de Transporte térmica en materiales sólidos unidimensionales

El objetivo general del siguiente video es presentar la técnica electrotérmica transitoria. Esta técnica es una forma eficaz de medir con precisión la difusividad térmica de los materiales sólidos. Para comenzar la medición, la muestra se suspende entre dos electrodos de cobre.

pasta de plata se aplica al área de contacto del electrodo de muestra para reducir las resistencias de contacto térmicas y eléctricas a un nivel insignificante. A continuación, toda la muestra se aloja en una cámara de vacío para reducir la transferencia de calor al aire. Durante la medición, se alimenta una corriente escalonada a través de la muestra para inducir el calentamiento de JUUL.

El osciloscopio registrará el perfil de tiempo de voltaje inducido. Una mayor termodifusividad de la muestra conducirá a una evolución más rápida de la temperatura, lo que significa un menor tiempo para alcanzar el estado estacionario. Por lo tanto, este cambio de temperatura de voltaje transitorio se puede utilizar para determinar la termodifusividad.

El ajuste teórico del aumento de temperatura experimental normalizado se lleva a cabo mediante el uso de diferentes valores de prueba de la termodifusividad de la muestra. El valor dado, el mejor ajuste de los datos experimentales se toma como propiedad térmica de las muestras. Por favor, lea el manuscrito para conocer los antecedentes teóricos detallados.

Las técnicas de TD tienen varias ventajas de lo que las técnicas han utilizado en el pasado. En primer lugar, amplía el alcance material que podemos medir. Ahora podemos medir tanto materiales conductores como no conductores.

En segundo lugar, mejora significativamente la precisión ambiental y la estabilidad. Nuestro estudiante de posgrado, Juan Lin, mostrará el procedimiento en este trabajo. Se utilizan muestras de pelo de cabeza humana recogidas de una mujer sana de 30 años para mostrar cómo configurar el experimento y procesar los datos experimentales.

Primero, suspenda la muestra entre dos electrodos de cobre. A continuación, se aplica pasta de plata en la zona de contacto del electrodo de muestra para reducir las resistencias de contacto térmicas y eléctricas a un nivel insignificante. A continuación, se utiliza el microscopio para realizar la comprobación preliminar de la muestra.

Debemos asegurarnos de que la pasta de plata no haya contaminado la muestra suspendida filtrándose más abajo en la longitud del cabello. Una vez que el cabello está contaminado con pasta de plata, las propiedades térmicas cambiarán drásticamente. Si se observa alguna contaminación, se debe preparar una nueva muestra para el experimento.

Dado que las muestras de cabello de cabeza humana no son conductoras de electricidad, una capa muy delgada de película de oro de unos 40 nanómetros está recubierta fuera de la muestra para hacerla conductora de electricidad. Este efecto dorado sobre la termodifusividad se restará del resultado final. Al procesar los datos experimentales, ahora coloque la muestra en la cámara de vacío y bombee de uno a tres milímetros, lo que resulta en efectos de conducción de gas insignificantes.

A continuación, se alimenta una corriente continua escalonada a través de la muestra para introducir el calentamiento eléctrico. El osciloscopio registrará el perfil de tiempo de voltaje inducido. Finalmente.

Se utilizará un microscopio electrónico de barrido para caracterizar la longitud y el diámetro de las muestras. El ajuste teórico del aumento de temperatura experimental normalizado se lleva a cabo utilizando diferentes valores de prueba de la difusividad térmica de la muestra. El valor dado, el mejor ajuste de los datos experimentales se toma como la propiedad térmica de las muestras para el cabello de cabeza humana.

Dos muestras se recubren con una película de oro dos veces y se prueban dos veces respectivamente. Tenemos cuatro termodifusividad efectiva y de la ecuación 12 en el manuscrito. Sabemos que codificar la muestra con una película de oro solo cambiará la resistencia.

El punto donde la curva de ajuste se cruza con un acceso de termodifusividad es el valor de la termodifusividad efectiva cuando la resistencia es infinita, lo que significa que no hay efecto oro. Combinando estos dos puntos, se puede revelar la relación entre la termodifusividad real, incluido el efecto de la radiación, y L al cuadrado sobre D. Hacemos una extrapolación lineal al punto de L igual a cero, lo que significa que no hay efecto de radiación, y la termodifusividad en ese punto es 1,42 por 10 elevado a menos siete metros cuadrados por segundo.

Este valor refleja la termodifusividad de la muestra sin el efecto de la radiación en la influencia del recubrimiento de oro. Para la conductividad térmica real, se puede evaluar fácilmente mediante esta ecuación si se da la densidad en el calor específico. La técnica TD es un enfoque muy eficaz y robusto para medir la suma de las propiedades físicas o los materiales actuales para el mismo material utilizando dos longitudes diferentes.

Por último, podemos medir la suma de la conectividad, cierta difusividad. También la efectividad de la superficie si se da la densidad y el calor específico del material.