使用基于激光的安格斯特罗姆方法测量平面内异型导热率的范围和准确性
Aalok U Gaitonde1, Justin A Weibel1, Amy M Marconnet1
1Birck Nanotechnology Center and the School of Mechanical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, USA.
The Review of scientific instruments
|January 21, 2025
概括
一种新的基于二维激光的安格斯特罗姆方法准确地测量了异型材料的平面内导热率. 这种技术对于开发先进的散热材料来实现可靠的电子设备热管理至关重要.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 热管理 热管理
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 有效的散热对于电子设备的可靠性至关重要,特别是在趋向于薄型因子的趋势下.
- 不同类型的材料需要精确了解平面内散热的热量,以进行热管理.
- 现有的方法可能无法完全捕捉板状异性质材料的平面内热特性.
研究的目的:
- 引入和验证基于二维激光的安格斯特罗姆方法,用于测量异型材料的平面内热特性.
- 开发一种标准化的工作流程,以使用这种技术进行准确的导热度测量.
- 通过分析跨多个加热频率的数据来提高灵敏度和准确性.
主要方法:
- 使用非接触式红外温度测绘系统,定期对悬浮样本进行激光加热.
- 采用反向拟合算法,分析时空温度数据,以提取正方体平面内导热率.
- 同时适应多个加热频率的数据,以提高测量灵敏度.
主要成果:
- 基于二维激光的安格斯特罗姆方法准确地测量了平面内导热率的异性质比率,高达1000:1.
- 数字模拟验证了该方法的热导率 (0.1-1000 W m-1 K-1) 和厚度 (0.1-10 mm) 的广泛范围.
- 对同位素和异位素材料的实验测量表明与基准值的良好一致.
结论:
- 开发的基于2D激光的安格斯特罗姆方法为表征平面内热性质提供了标准化和准确的方法.
- 这种技术对于开发工程化异型散热材料至关重要.
- 该方法的标准化将推动电子包装应用中的热管理解决方案.
