Характеристика теплового транспорта в одномерных твердых материалов

Общая цель следующего видео — познакомить с методом переходной электротермии. Этот метод является эффективным способом точного измерения теплопроводности твердых материалов. Чтобы начать измерение, образец подвешивают между двумя медными электродами.

Серебряная паста наносится на контактную поверхность электрода образца для снижения термического и электрического контактного сопротивления до незначительного уровня. Затем весь образец помещается в вакуумную камеру для уменьшения теплопередачи воздуху. Во время измерения через образец подается ступенчатый ток для индуцирования нагрева JUUL.

Временной профиль наведенного напряжения будет записываться осциллографом. Более высокая термодиффузия образца приведет к более быстрой эволюции температуры, что означает более короткое время для достижения устойчивого состояния. Таким образом, это изменение температуры переходного напряжения может быть использовано для определения термодиффузии.

Теоретическая аппроксимация нормированного экспериментального повышения температуры проводится с использованием различных пробных значений термодиффузии образца. За приведенное значение, наилучшее соответствие экспериментальных данных принимается за термосвойство образцов. Пожалуйста, ознакомьтесь с рукописью для получения подробной теоретической основы.

Техники TD имеют несколько преимуществ по сравнению с теми техниками, которые люди использовали в прошлом. Во-первых, это расширяет область применения материала, который мы можем измерить. Теперь мы можем измерять как проводящие, так и непроводящие материалы.

Во-вторых, это значительно повышает экологическую точность и стабильность. Наш аспирант Хуан Линь покажет эту процедуру в этой работе. Образцы волос на голове человека, собранные у 30-летней здоровой женщины, используются для того, чтобы показать, как организовать эксперимент и обработать экспериментальные данные.

Сначала подвешиваем образец между двумя медными электродами. Затем серебряная паста наносится на контактную поверхность электрода образца для снижения сопротивления теплового и электрического контакта до незначительного уровня. Далее с помощью микроскопа производится предварительная проверка образца.

Мы должны убедиться, что серебряная паста не загрязнила взвешенный образец, просачиваясь дальше по длине волоса. Как только волосы будут загрязнены серебристой пастой, термические свойства резко изменятся. Если замечены какие-либо загрязнения, необходимо подготовить новый образец для эксперимента.

Поскольку образцы волос на голове человека не являются электропроводящими, очень тонкий слой золотой пленки размером около 40 нанометров покрывается снаружи образца, чтобы сделать его электропроводящим. Этот золотой эффект на термодиффузию будет вычтен из конечного результата. При обработке экспериментальных данных теперь поместите образец в вакуумную камеру и накачайте его до одного-трех милюров, что приведет к незначительным эффектам газопроводности.

Затем через образец подается ступенчатый постоянный ток для создания электрического нагрева. Временной профиль наведенного напряжения будет записываться осциллографом. В конце концов.

Сканирующий электронный микроскоп будет использоваться для определения длины и диаметра образцов. Теоретическая подгонка нормированного экспериментального повышения температуры проводится с использованием различных пробных значений теплопроводности образца. При придании значения, наилучшего соответствия экспериментальных данных берется за тепловые свойства образцов для волос на голове человека.

Два образца дважды покрыты золотой пленкой в тестируемых двух экземплярах соответственно. У нас есть четыре эффективных термодиффузии и из уравнения 12 в рукописи. Мы знаем, что кодирование образца золотой пленкой изменит только сопротивление.

Точка, в которой кривая подгонки пересекается с доступом к термодиффузии, является значением эффективной термодиффузии при бесконечном сопротивлении, что означает отсутствие эффекта золота. Объединив эти две точки, можно выявить связь между реальной термодиффузией, включая эффект излучения, и L в квадрате над D. Мы проводим линейную экстраполяцию до точки, где L равно нулю, что означает отсутствие эффекта излучения, и термодиффузия в этой точке равна 1,42 умножить на 10 с точностью до отрицательных семи квадратных метров в секунду.

Эта величина отражает термодиффузию образца без влияния излучения под воздействием золотого покрытия. Для реальной теплопроводности ее можно легко оценить с помощью этого уравнения, если задать плотность в удельной теплоемкости. Метод TD является очень эффективным и надежным подходом к измерению суммы физических свойств материалов для одного и того же материала с использованием двух разных длин.

Наконец, мы можем измерить суммарную связность, некоторую диффузию. Также поверхностная эффективность, если заданы плотность и удельная теплоемкость материала.