梅特勒托利多公司推出的Flash DSC（閃速示差掃描量熱儀）可對(duì)微米尺寸樣品實(shí)現(xiàn)超快升降溫掃描，并具有很高的分辨率，在表征微尺度材料的熱性能方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。近日，南京大學(xué)胡文兵教授課題組在新開發(fā)的Flash DSC測(cè)量薄膜材料跨膜熱導(dǎo)率的方法[2]基礎(chǔ)上，又提出了同時(shí)表征微米厚度薄膜材料的界面熱阻和扣除界面影響的體熱導(dǎo)率的新方法。

相關(guān)研究結(jié)果以“Flash DSC characterization of thermal contact resistance and cross-plane thermal conductivity of micrometer-thin films ”為題發(fā)表于熱分析領(lǐng)域國(guó)際核心期刊Thermochimica Acta上。

測(cè)試要點(diǎn)

在升溫掃描過(guò)程中，儀器采集到的熱流值等于樣品質(zhì)量、比熱容和升溫速率的乘積。如圖2b所示，在本實(shí)驗(yàn)中，樣品的熱流值和升溫速率呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。

在體系總熱阻對(duì)樣品厚度的線性變化關(guān)系中，斜率的倒數(shù)即為扣除界面熱阻之后樣品本體的熱導(dǎo)率0.32 W/m/K，比此前測(cè)得的0.25 W/m/K[3]更大一些，這是因?yàn)樾路椒鄢私缑鏌嶙璧挠绊懀拚嗽冗m用于較厚薄膜本體熱導(dǎo)率的測(cè)試結(jié)果。

論文詳情：

Kefeng Xie, Ying Cui, Xiaoning Ren, Yongxuan Chen, Jun Cai, Wenbing Hu, Flash DSC characterization of thermal contact resistance and cross-plane thermal conductivity of micrometer-thin films, Thermochimica Acta, 2023, 179493.

參考文獻(xiàn):

[2] Y. He, X. Li, L. Ge, Q. Qian, W. Hu, Cross-plane thermal conductivity of thin films characterized by Flash DSC measurement, Thermochimica Acta, 677 (2019), pp. 21-25

?總結(jié)

綜上所述，本研究提出了一種基于Flash DSC的新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)表征微米厚度薄膜樣品的界面熱阻和熱導(dǎo)率。這種測(cè)試方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，適用于界面熱阻相對(duì)本體熱阻不太大的情景，具體適用范圍有待于進(jìn)一步探索。