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固体界面接触热阻及导热系数测量的实验研究

作　者: 刘菊
导　师: 罗小兵
学　校: 华中科技大学
专　业: 工程热物理
关键词: 接触热阻导热系数实验装置误差分析
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在大多数电子设备中,热量从发热器件传导至散热器会经过各种界面,这些界面间的接触热阻会影响电子器件的传热性能和可靠性。目前主要通过实验的方法来测量接触热阻的大小,但大多数实验装置放在真空中,操作不便。导热系数是物质最基本的热物性之一,在电子散热、能源、化工等行业有着广泛应用。物质导热系数的确定对工程中材料的选用有一定的指导和参考意义。本文研制了一套测量接触热阻的实验装置,与其他装置相比,具有易操作、成本低等优点。将上述测量接触热阻的实验装置稍加改动便能测量固体的导热系数,利用上述装置采用两层法和三层法测量了材料导热系数。对上述测量装置研究了界面载荷、加热电源电压、温度补偿对测量接触热阻的影响。结果发现接触热阻随界面载荷的增大而减小;加热电源电压对接触热阻无影响;温度补偿影响整个装置的散热量。将实验结果和理论结果对比,两者存在一定的误差,进行了误差分析,并提出了减小误差的方法。在上述研究的基础上,对测量接触热阻的装置进行改进,利用改进后的实验装置,用两层法测量了铝合金LY11和黄铜H62的导热系数,用三层法测量了环氧树脂、环氧树脂-铜粉混合物、尼龙1010的导热系数。结果发现,用这两种方法测量导热系数的平均相对误差在2.75%和4%之间。这一误差是在可接受的范围内,满足工程上的要求,证明了该装置的准确性,因此可以利用该装置测量其他材料的导热系数。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题来源  8
  1.2 课题研究的目的和意义  8-11
  1.3 国内外研究概况  11-13
  1.4 研究方法与技术路线  13-14
  1.5 本文研究内容  14-16
2 接触热阻及导热系数的理论分析  16-21
  2.1 热传递  16-18
  2.2 接触热阻的理论分析  18-19
  2.3 导热系数的理论分析  19-20
  2.4 本章小结  20-21
3 测试原理及实验装置  21-31
  3.1 测试原理  21-25
  3.2 实验装置介绍  25-29
  3.3 实验研究内容  29-30
  3.4 本章小结  30-31
4 数据结果及分析  31-49
  4.1 接触热阻实验结果及分析  31-40
  4.2 两层法测铝合金和黄铜导热系数的结果及分析  40-42
  4.3 三层法测量低导热系数材料结果及分析  42-46
  4.4 导热系数测量误差分析  46-47
  4.5 本章小结  47-49
5 总结和展望  49-51
  5.1 全文总结  49-50
  5.2 技术展望  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-55
附录科研成果说明  55

固体界面接触热阻及导热系数测量的实验研究

内容摘要

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