博士生导师
学科:热能工程
办公地点:Office 1107, Jidian Building, University of Science and Technology Beijing
当材料的特征尺寸和载能粒子的平均自由程相当或接近时,其热输运特性相比体材料将发生明显的变化,体现出强烈的尺度效应,界面效应也将显著增强,甚至出现热整流等新现象。但由于纳米尺度材料及界面的实验测量非常困难,现有报道的研究工作主要集中在数值模拟上。本梯队开发适用于微/纳尺度结构材料及界面热测量的新技术,如谐波法、扫描热显微镜、稳态法接触热阻测量系统、探针台测量系统等,覆盖的尺度从几纳米到毫米量级,材料的种类包括线/管材料、薄膜材料、界面材料、多孔材料、液体、粉体及微/纳米复合材料等,并实现纳米量级的热物性分布扫描成像。上述技术及仪器属于完全自主研发,在微纳尺度材料热物性表征仪器领域属于国内领先。对微电子/光电子、航空航天及工业节能等与国计民生紧密相关的工业领域具有重要的推动和支撑的作用。
(1)谐波法热物性测量系统:可以完成8种材型(块体、多孔材料、各向异性材料、流体、粉体、纤维、纳米管、薄膜)、4种热物性参数(热导率、热扩散率、热容、界面热阻)的测量。累计为国内外40余家机构提供热物性检测服务,仪器销售至11家机构。
视频:谐波法测量系统介绍 视频:谐波法小型化介绍
(2)高温谐波法热物性测量系统:可以实现室温-500℃宽温域范围内材料的热导率的测量,为材料在全温度区间的热性能表征提供关键基础数据,对高温环境材料研发以及极端条件下的材料性能优化具有重要工程应用价值。
(3)三次谐波法扫描热显微镜:可以实现纳米级空间分辨率的材料表面形貌、粗糙度、热导率、弹性模量、电导率、局部热熔点的测量。对不同维度上具备纳米结构特征的材料如:零维纳米颗粒,二维纳米薄膜,三维纳米多孔材料的热物性原位表征具有重要应用前景。
(4)稳态法接触热阻测量系统:可以完成块体、多孔材料、薄膜3种材型的热导率及与其他材料的接触热阻的测量,适用于工程应用相关材料的热物性测试需求。
(5)其他辅助系统:
1、探针台测量系统:可以完成各类器件的VI、VC、1-t、Vt、光电信号,1/f噪声测试,器件表征测试,RF射频等。适用于微米级尺寸电极的测试需求。
2、电化学工作站(型号:CHI660F):电化学工作站是本课题组用于可穿戴传感器性能测试的关键设备。该工作站具备高精度(pA级电流分辨率)和宽电位范围(±10V)特性,可精确测量柔性传感器的电导率、电阻等关键参数。设备支持多种测试模式,包括循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)和电化学阻抗谱(EIS),特别适用于评估导电聚合物、纳米复合材料等柔性功能材料的电化学性能。其多通道测试功能可同步表征多个传感器单元,配套的专业分析软件能对阻抗谱和I-V特性曲线进行深入解析。
3、匀胶机(型号:KW-4C):匀胶机是一种通过高速旋转基片, 利用离心力使滴在基片上的胶液均匀的涂在基片上的仪器。根据不同胶液和基片间的粘滞系数、旋转速度及时间可以得到不同厚度的薄膜。