马维刚
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起华荣
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冯中学
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王效琪
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史庆南
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杨钢
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陈亮维
稀有金属
将高能球磨制备的原子比为1:1的TiNi合金粉进行等离子体真空烧结.利用XRD、EDS和SEM对合金粉和烧结样进行了成分与微观形貌的表征,同时对烧结样进行了硬度测试.结果表明:球磨22 h后TiNi粉呈非晶态粉末,球磨30h后的TiNi合金粉发生了明显的固相反应,生成了TiNi、Ni3Ti、Ti3Ni4等物相.等离子体烧结样的物相是TiNi,Ni4Ti3、Ni3Ti和Ti2Ni.平均晶粒尺寸约2μtm,平均硬度(HV)达到9000 MPa,自然时效1年后的平均硬度达到6800MPa,是常规电弧熔炼法制备的TiNi合金的2～5倍.
关键词:
机械合金化
,
Ti-Ni合金
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等离子体烧结(SPS)
马维刚
,
王海东
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曹炳阳
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张兴
工程热物理学报
由于尺寸效应和晶界效应的影响,纳米薄膜在导电和导热方面呈现出与体材料不同的性质.本文实验研究了不同厚度(20～54 nm)金薄膜在不同温度(100～340 K)的导电、导热性质.测量结果显示,薄膜的电导率和热导率比体材料小,洛伦兹数比体材料大,Wiedemann-Franz定律不再成立.随着厚度增加,薄膜的电导率,热导率和电阻温度系数都增加.薄膜热导率随温度变化趋势与体材料相反,随着温度升高而升高.电导率随温度变化趋势与体材料相同,随着温度升高而降低;但薄膜没有体材料对温度变化敏感,导致电阻温度系数下降.
关键词:
金纳米薄膜
,
热导率
,
电导率
,
电阻温度系数
,
洛伦兹数
王建立
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顾明
,
马维刚
,
张兴
,
宋燕
新型炭材料
采用"T"形法测量了温度100K～400K范围内单根沥青基炭纤维的热导率.结果表明,在300K以下,由于边界散射的影响,炭纤维热导率随着温度升高而增大,350K左右渐趋于饱和,对应热导率约为800W/(in·K),400K附近热导率又增大至920W/(in·K).在不改变接触点的前提下,通过测量同一根纤维小同长度对应的热导率,估计了炭纤维与热线节点处的接触热阻,并讨论了不同温度下辐射对热导率测量的影响,最后得到热导率的测量不确定度在±13%以内.
关键词:
"T"形法
,
热导率
,
单根沥青基炭纤维
马维刚
,
王海东
,
张兴
,
过增元
工程热物理学报
电子元件的超微型化和高集成化,对金属互连线的导热性能提出极高的要求;同时,新型高性能光电材料的开发,又需要尽可能降低受光激发电子与声子之间的耦合.电子、声子的相互作用,对于能量转换与传递过程微观机理的研究至关重要.这些载能粒子的作用时间都在飞秒-皮秒量级,本文采用飞秒激光瞬态热反射方法,对铜薄膜中微观粒子作用过程进行了飞秒量级的实验研究.通过对实验系统精细调节,得到了理想的信号曲线,在此基础上测量了不同泵浦光功率下沉积在硅基底上厚度为60 nm铜薄膜的电子-声子耦合系数,测量结果为(11～12)×1016 W/(m3K),和理论值14×1016 W/(m3K)较为接近,并且不随泵浦光强发生变化.
关键词:
电子-声子耦合系数
,
瞬态热反射
,
飞秒激光
,
铜薄膜
马维刚
,
张兴
工程热物理学报
碲化铋禁带宽度非常窄而具有高电导率和塞贝克系数，同时具有低热导率，成为已知室温下优值系数最高的热电材料。已有研究表明，纳米薄膜和超晶格是进一步提高材料热电性能的可行途径。因此超快研究碲化铋纳米薄膜中载能子间的相互作用过程对开发高性能热电材料有重要意义。本文采用飞秒激光泵浦一探测技术，实验研究了沉积在硅基底上厚度为100nm碲化铋薄膜中各载能粒子的相互作用过程。通过改变延迟时间步长，分别观察到价带电子被光子激发跃迁至导带，激发电子在导带内与声子的能量弛豫及导带电子与空穴复合跃迁至价带，并将能量传递给声子导致声子温度升高的过程。此外，还观察到热应力产生的声波，并据此得到了碲化铋薄膜中纵波声速为2649ms-1。
关键词:
碲化铋纳米薄膜
,
载能粒子
,
泵浦一探测
,
飞秒激光
缪婷婷
,
马维刚
,
李震
,
张兴
工程热物理学报
本文提出了一种新颖、可靠的测量微纳米尺度热电转换材料塞贝克系数的2ω自加热法.给被测样品通一频率为ω的交变电流,焦耳效应会在样品上产生一个频率为2ω的温度振荡.对于热电材料,由于塞贝克效应,将会产生频率为2ω的塞贝克电压.获取2ω电压信号,同时理论求解得到2ω的温度振荡量,将可得到被测热电材料的塞贝克系数.通过直径为25.4μm K型热电偶塞贝克系数的测试实验,验证了该方法的有效性.
关键词:
2ω自加热法
,
Seebeck系数
,
热电材料
,
K型热电偶
王海东
,
马维刚
,
过增元
,
张兴
,
王玮
工程热物理学报
飞秒激光热反射技术已经成为研究不同材料中超快速热传导过程的有效实验方法.实验中采用前表面加热、后表面探测的方法对不同厚度的Au薄膜进行了测量,通过比较表面电子温度可以得到超快速激光加热条件下Au薄膜材料中电子温度振荡的传递速度.结果表明瞬态条件下非平衡态电子是热量的主要载体,根据实验测量值拟合得到的能量传递速度接近于非平衡态电子气热扩散模型中的温度振荡传播速度.瞬态条件下电子气中热量传递规律的深入研究有利于高集成度微电子器件的热优化设计和飞秒激光精密加工技术的发展.
关键词:
飞秒激光热反射实验系统
,
纳米金属薄膜
,
双温度模型
,
非平衡热传导
刘锦辉
,
王海东
,
胡玉东
,
马维刚
,
张兴
工程热物理学报
由于微纳米材料特征尺寸小,难以测量其与热沉间的接触热阻.本文利用拉曼光谱测量不同温度下单根PAN基碳纤维的热导率及其与导电银胶、焊锡和硅油间的接触热阻.结果表明,在实验温度范围内其热导率随温度的降低而增大;接触热阻随温度的变化规律与接触物质有关.
关键词:
拉曼光谱
,
有效热导率
,
激光吸收率
,
热导率
,
接触热阻
王建立
,
顾明
,
马维刚
,
张兴
,
宋燕
工程热物理学报
为了解决"T"形法中的接触热阻问题,本文在不改变纤维与热线之间的接触节点的前提下,通过测量同一根纤维不同长度对应的表观热阻,同时得到了纤维热导率以及节点的接触热阻.用变长度"T"形法测量得到 Pt 丝以及两根沥青基碳纤维的热导率分别为 73,480 和 500 W m-1 K-1.
关键词:
接触热阻
,
变长度"T"形法
,
单根纤维
,
热导率
