אפיון של תחבורה תרמית בחומרים מוצקים חד ממדיים

המטרה הכוללת של הסרטון הבא היא להציג את הטכניקה האלקטרותרמית החולפת. טכניקה זו היא דרך יעילה למדוד במדויק את הדיפוזיביות התרמית של חומרים מוצקים. כדי להתחיל במדידה, הדגימה תלויה בין שתי אלקטרודות נחושת.

משחת כסף מוחלת על אזור המגע של האלקטרודה לדוגמה כדי להפחית את התנגדות המגע התרמי והחשמלי לרמה זניחה. לאחר מכן הדגימה כולה מאוחסנת בתא ואקום כדי להפחית את העברת החום לאוויר. במהלך המדידה, זרם צעד מוזרם דרך הדגימה כדי לגרום לחימום JUUL.

פרופיל זמן המתח המושרה יירשם על ידי האוסילוסקופ. דיפוזיביות תרמית גבוהה יותר של הדגימה תוביל להתפתחות טמפרטורה מהירה יותר, כלומר זמן קצר יותר להגיע למצב יציב. לכן, ניתן להשתמש בשינוי טמפרטורת מתח חולף זה כדי לקבוע את הדיפוזיביות התרמו.

התאמה תיאורטית של עליית הטמפרטורה הניסיונית המנורמלת מתבצעת על ידי שימוש בערכי ניסוי שונים של הדיפוזיביות התרמית של הדגימה. מתן הערך, ההתאמה הטובה ביותר של נתוני הניסוי נלקח כתכונה תרמית של הדגימות. אנא בדוק את כתב היד לרקע התיאורטי המפורט.

לטכניקות TD יש כמה יתרונות של הטכניקות שאנשים השתמשו בהן בעבר. ראשית, הוא מרחיב את ההיקף החומרי שאנו יכולים למדוד. כעת אנו יכולים למדוד חומרים מוליכים ולא מוליכים כאחד.

שנית, זה משפר משמעותית את הדיוק הסביבתי ואת היציבות. תלמיד התואר השני שלנו, חואן לין, יציג את ההליך בעבודה זו. דגימות שיער ראש אנושי שנאספו מנקבה בריאה בת 30 משמשות כדי להראות כיצד להגדיר את הניסוי ולעבד את נתוני הניסוי.

ראשית, השעו את הדגימה בין שתי אלקטרודות נחושת. לאחר מכן מורחים משחת כסף באזור המגע של האלקטרודה לדוגמה כדי להפחית את התנגדות המגע התרמו והחשמלי לרמה זניחה. לאחר מכן, המיקרוסקופ משמש לביצוע הבדיקה המקדימה של הדגימה.

עלינו לוודא שמשחת הכסף לא זיהמה את הדגימה התלויה על ידי חלחול לאורך השיער. ברגע שהשיער מזוהם במשחת כסף, התכונות התרמיות ישתנו באופן דרסטי. אם מבחינים בזיהומים כלשהם, יש להכין דגימה חדשה לניסוי.

מכיוון שדגימות שיער ראש אנושי אינן מוליכות חשמלית, שכבה דקה מאוד של סרט זהב כ-40 ננומטר מצופה מחוץ לדגימה כדי להפוך אותה למוליכה חשמלית. אפקט זהב זה על הדיפוזיביות התרמו יופחת מהתוצאה הסופית. בעת עיבוד נתוני הניסוי, כעת הכניסו את הדגימה לתא הוואקום ושאבו אותה למרחק של 1 עד 3 מיליון, וכתוצאה מכך השפעות הולכת גז זניחות.

לאחר מכן מוזן זרם DC שלב דרך הדגימה כדי להכניס חימום חשמלי. פרופיל זמן המתח המושרה יירשם על ידי האוסילוסקופ. סוף סוף.

מיקרוסקופ אלקטרונים סורק ישמש לאפיון אורך וקוטר הדגימות. התאמה תיאורטית של עליית הטמפרטורה הניסיונית המנורמלת מתבצעת על ידי שימוש בערכי ניסוי שונים של הדיפוזיביות התרמית של הדגימה. מתן הערך, ההתאמה הטובה ביותר של נתוני הניסוי נלקח כתכונה התרמית של הדגימות לשיער ראש אנושי.

שתי דגימות מצופות בסרט זהב פעמיים בבדיקה פעמיים בהתאמה. יש לנו ארבע דיפוזיביות תרמו-אפקטיביות וממשוואה 12 בכתב היד. אנו יודעים שקידוד הדגימה בסרט זהב רק ישנה את ההתנגדות.

הנקודה שבה עקומת ההתאמה מצטלבת עם גישה לדיפוזיביות תרמו היא הערך של דיפוזיביות תרמו יעילה כאשר ההתנגדות היא אינסופית, מה שאומר שאין אפקט זהב. על ידי שילוב שתי הנקודות הללו, ניתן לחשוף את הקשר בין הדיפוזיביות התרמית האמיתית, כולל אפקט הקרינה ו-L בריבוע על D. אנו מבצעים אקסטרפולציה ליניארית לנקודה של L שווה לאפס, כלומר אין אפקט קרינה, והדיפוזיביות התרמית בנקודה זו היא 1.42 כפול 10 לשלילי שבעה מטרים בריבוע לשנייה.

ערך זה משקף את הדיפוזיביות התרמית של הדגימה ללא השפעת הקרינה בהשפעת ציפוי הזהב. עבור מוליכות תרמית אמיתית, ניתן להעריך אותה בקלות על ידי משוואה זו אם ניתנת צפיפות בחום ספציפי. טכניקת TD היא גישה יעילה מאוד וחזקה למדידת סכום התכונות הפיזיקליות או החומרים כעת עבור אותו חומר באמצעות שני אורכים שונים.

לבסוף, אנו יכולים למדוד את קישוריות הסכום, דיפוזיות מסוימת. כמו כן יעילות פני השטח אם ניתנת הצפיפות והחום הספציפי של החומר.