曹炳阳
,
张清光
,
张兴
,
高桥厚史
,
声田龙也
,
乔文明
,
滕井丕夫
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.11.017
采用电子束-物理气相沉积法(EB-PVD)制备了6个厚度为15--62 nm的铂薄膜,研究了纳米薄膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响规律.当薄膜厚度小于30 nm时,晶粒平均尺寸接近于薄膜的厚度;晶粒尺寸随着薄膜厚度的增加而增大并趋于定值;当薄膜厚度大于30 nm时,晶粒尺寸约为20 nm.受薄膜的表面和内部晶界的综合影响,铂纳米薄膜的热导率大大低于体材料的值,并且纳米薄膜的热导率随着薄膜厚度的增加而增大并趋于一个低于体材料热导率的值.
关键词:
Pt纳米薄膜
,
热导率
,
晶粒尺寸
,
晶界效应
,
尺寸效应
张清光
,
曹炳阳
,
过增元
工程热物理学报
基于相对论原理,提出能量的运动可以产生压强.在热质概念的基础上,针对理想气体,根据分子动理论建立了热子气状态方程,从而得到理想气体分子的热运动动能压强的表达式.基于硬球势能模型通过分子动力学模拟验证了热子气状态方程的正确性.
关键词:
热质
,
热子气
,
状态方程
,
分子动力学模拟
张清光
,
陈民
,
过增元
工程热物理学报
本文利用相场方法对过冷镍熔体中枝晶生长过程进行了模拟,发现在过冷度低于200 K时,生长速度与过冷度之间近似呈幂函数关系,当过冷度高于200 K时,生长速度与过冷度之间基本呈线性关系.伴随着速度/过冷度之间关系的变化,枝晶尖端半径/过冷度的关系则呈现先减小后增加的趋势,并在200 K时达到最小.本文还将模拟结果与实验值和经典LKT理论进行了比较,对上述关系转变的物理机制进行了分析.
关键词:
过冷熔体
,
枝晶生长
,
相场模型
张清光
,
曹炳阳
,
过增元
工程热物理学报
基于热质与热质势的概念,研究了稳态条件下的导热规律.结果表明:热量在输运过程中受到来自热质势场的驱动力以及来自介质的阻力,当两者平衡时,热量的输运规律满足傅立叶导热定律;当惯性力不能被忽略从而两者不平衡时,热量将被加速,热流密度和温度梯度之间的线性关系不再成立,表现出明显的非傅立叶效应.用数值模拟定量地研究了非傅立叶效应对稳态导热过程的影响.
关键词:
非傅立叶效应
,
稳态导热
,
热质
,
热质势
曹炳阳
,
张清光
,
过增元
工程热物理学报
基于热质(热量的当量动质量)的概念,通过建立和分析热质的运动方程得到了反映热质动能变化的稳态导热微分方程,表明:Fourier导热定律只有在热质的动能变化相对热质势能变化很小而可以忽略时才成立;在高热流密度和低温的情况下热质的动能变化不可忽略,这种动能效应表现为热流密度和温度梯度不再成线性关系.动能效应也导致Fourier导热定律不能通过热流和温度梯度准确地获得物体的导热系数,本文基于热质运动方程给出了导热系数动能效应的修正式.最后针对高热流密度和低温一维稳态导热进行了分子动力学模拟验证.
关键词:
热质
,
动能效应
,
导热系数
,
分子动力学
