微纳米材料和结构热物理特性表征 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书在微空间/时间尺度实验研究方面，系统介绍了3ω法测量原理、实验系统构建和不同测量条件下3ω加热器在频域内的温度波动规律以及该方法在基体表面单层纳米薄膜、单根碳纤维、单根碳纳米管、碳纳米管阵列以及纳米流体等微观尺度材料热物性实验表征方面的应用；详细讲述了3ω法、光热反射法、拓展的周期交流量热法在多层薄膜热导率、热扩散率重构方面的应用，并且详细介绍了基于扫描探针的各种扫描热显微镜系统在薄膜的面向热导率分布研究中的应用，基于光热反射技术的扫描热显微镜在探测表面下微/纳米尺度埋藏热结构信息方面的应用以及微时间尺度下超高时空分辨的皮秒/飞秒激光抽运一探测技术。在理论研究方面，重点介绍了声子输运理论、分子动力学模拟等方法在碳纳米管热导率预测中的应用，并且采用不同的非傅里叶导热模型对超快激光加热下金属薄膜内部的导热过程进行了数值模拟。

本书既可作为材料科学、能源、热物理专业的高年级大学生和研究生的教材，也可作为相关科研人员的参考书。

前言

第1章 绪论

1.1 微空间尺度：微纳米材料、结构热物性表征

1.2 微时间尺度：微纳米材料热输运机理表征

第2章 微空间尺度材料热物性的实验表征

2.1 3ω谐波探测技术

2.1.1 3ω法背景

2.1.2 3ω法原理

2.1.3 3ω法实验系统

2.1.4 3ω法传热模型分析

2.1.5 应用

2.1.6 3ω法发展趋势

2.2 光热探测技术

2.2.1 闪光法

2.2.2 光热反射法

2.2.3 光热透射率法

2.3 光声法

2.4 其他方法

2.4.1 热导法测量纳米管热物性

2.4.2 短线法

参考文献

第3章 微空间尺度结构热物性实验表征

3.1 多层微纳米结构垂直面方向热物性重构

3.1.1 3ω法测量多层薄膜热物理性质

3.1.2 周期加热法测量多层薄膜热物性

3.1.3 周期交流量热法测量多层薄膜的热扩散率

3.2 微纳米结构面方向热物性重构

3.2.1 基于扫描探针的扫描热显微镜

3.2.2 基于光热扫描的热成像

3.2.3 光热扫描的数值模拟分析

3.2.4 结论

参考文献

第4章 微时间尺度热输运过程的实验表征

4.1 皮秒激光抽运-探测热反射系统

4.1.1 皮秒激光抽运-探测热反射测试系统描述

4.1.2 基体表面纳米薄膜热扩散率测量结果

4.2 飞秒激光抽运-探测热反射技术

4.2.1 实验原理

4.2.2 飞秒激光抽运-探测实验系统建立

4.2.3 实验过程中的关键问题

4.2.4 Au膜热输运过程实验测量

4.3 飞秒时间/纳米空间分辨抽运-探测系统

参考文献

第5章 微/纳米尺度热输运特性的理论表征

5.1 概述

5.2 声子输运理论预测碳纳米管热导率尺度和温度效应

5.2.1 求解BP方程预测单壁碳纳米管热导率

5.2.2 波矢模型预测单壁碳纳米管热物性

5.2.3 基于连续模型预测多壁碳纳米管热物性

5.2.4 基于原子模型预测多壁碳纳米管热物性

5.3 分子动力学模拟单壁碳纳米管热物性

5.3.1 研究现状

5.3.2 理论基础

5.3.3 数值计算方法与程序设计

5.3.4 分子动力学模拟结果分析

5.3.5 单壁碳纳米管热导率的量子修正

5.3.6 碳纳米管-硅晶体间界面热导的分子动力学模拟

5.4 微时间尺度超常热输运过程

5.4.1 激光加热金属问题与理论模型

5.4.2 不同导热行为的数值模拟及分析

参考文献

第6章 纳米流体热物理参数实验和理论表征

6.1 3ω法测量纳米流体热物性

6.1.1 测量原理

6.1.2 实验系统及条件分析

6.1.3 3ω方法测量液体热参数的影响因素分析

6.1.4 实验结果与分析

6.2 短线法测量纳米流体热物性

6.2.1 测量原理

6.2.2 实验系统与实验结果

6.3 纳米流体热输运机理

参考文献

附录 平衡分子动力学模拟单壁碳纳米管热导率程序代码

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书籍介绍

《微纳米材料和结构热物理特性表征》在微空间／时间尺度实验研究方面，系统介绍了3w法测量原理、实验系统构建和不同测量条件下3w加热器在频域内的温度波动规律以及该方法在基体表面单层纳米薄膜、单根碳纤维、单根碳纳米管、碳纳米管阵列以及纳米流体等微观尺度材料热物性实验表征方面的应用；详细讲述了3w法、光热反射法、拓展的周期交流量热法在多层薄膜热导率、热扩散率重构方面的应用，并且详细介绍了基于扫描探针的各种扫描热显微镜系统在薄膜的面向热导率分布研究中的应用，基于光热反射技术的扫描热显微镜在探测表面下微／纳米尺度埋藏热结构信息方面的应用以及微时间尺度下超高时空分辨的皮秒／飞秒激光抽运-探测技术。在理论研究方面，重点介绍了声子输运理论、分子动力学模拟等方法在碳纳米管热导率预测中的应用。并且采用不同的非傅里叶导热模型对超快激光加热下金属薄膜内部的导热过程进行了数值模拟。《微纳米材料和结构热物理特性表征》既可作为材料科学、能源、热物理专业的高年级大学生和研究生的教材，也可作为相关科研人员的参考书。