微纳米材料热传导测量系统技术方案

一种微纳米材料热传导测量系统，包括：测试平台，用于搭载测试样品；真空控制装置，用于控制所述测试平台的真空度，所述真空控制装置与所述测试平台连接，所述真空控制装置包括真空泵和与所述真空泵相连的腔体；控温装置，用于控制测试环境温度，所述控温装置与所述腔体连接；加热控温装置，用于测定测试样品一端的温度，所述加热控温装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；温度传感装置，用于测定测试样品另一端的温度，所述温度传感装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；及软件控制装置，用于控制上述各个装置的运行。上述微纳米材料热传导测量系统通过用于测量微纳米材料的热传导性能，其可靠性好。

Micro nano material thermal conductivity measurement system

Including a micro nano materials thermal conductivity measurement system: test platform, used for carrying the test sample; a vacuum control device, which is used to control the test platform of the vacuum, the vacuum control device and the test platform is connected, the vacuum control device comprises a vacuum pump and vacuum pump connected with the cavity; the temperature control device is used to control the temperature of the test environment, the temperature control device is connected with the cavity; heating device for the determination of the test sample is the temperature of the heating temperature control device is accommodated in the cavity and the test platform is connected; the temperature sensing device is used for the determination of the test sample, the other end of the temperature. The temperature sensing device containing the test platform is connected with the body and in the cavity; and the software control device for controlling the operation of each device. The thermal conductivity measurement system for micro and nano materials is used to measure the thermal conductivity of nano materials.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热传导系数测量领域，尤其涉及一种用于微纳米材料热传导测量系统。
技术介绍
随着微电子等器件尺寸的减小、工作频率的提高，散热问题已成为其主要限制瓶颈之一。材料的热传导性能的测试受到了广泛的关注。纳米尺度下的热传到过程与宏观下相比有非常大的差别，当器件或者材料结构的特征尺寸减小到与载能粒子(光子、电子、声子和分子等)平均自由程相当时，或能量传递过程的特征时间与载能粒子松弛时间相当时，尺度效应逐渐显现。因此，开发微纳米材料的热传导性质测量系统对于评估微电子器件的可靠性和寿命具有重要的作用。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种可靠性好的微纳米材料热传导测量系统。一种微纳米材料热传导测量系统，包括：测试平台，用于搭载测试样品；真空控制装置，用于控制所述测试平台的真空度，所述真空控制装置与所述测试平台连接，所述真空控制装置包括真空泵和与所述真空泵相连的腔体；控温装置，用于控制测试环境温度，所述控温装置与所述腔体连接；加热控温装置，用于测定测试样品一端的温度，所述加热控温装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；温度传感装置，用于测定测试样品另一端的温度，所述温度传感装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；及软件控制装置，用于控制所述测试平台、所述真空控制装置、所述控温装置、所述加热控温装置及所述温度传感装置的运行。在其中一个实施例中，所述真空泵包括机械泵和分子泵，所述机械泵用于将所述微纳米材料热传导测量系统的真空度降低至小于或等于0.5Pa，所述分子泵用于将所述微纳米材料热传导测量系统的真空度降低至小于或等1.0×10-6Pa。在其中一个实施例中，所述控温装置将所述腔体的温度控制在-180～500℃。在其中一个实施例中，所述测试平台由两个相邻的悬空岛状结构组成。在其中一个实施例中，所述悬空岛状结构通过光刻微纳米加工形成，两个相邻的悬空岛状结构的距离为6μm～20μm。在其中一个实施例中，所述悬空岛状结构包括硅衬底和设置在所述硅衬底上的氮化硅层，所述氮化硅层厚度为50nm～3μm。在其中一个实施例中，所述加热控温装置包括第一螺旋状铂丝加热器和第一控制系统，所述第一螺旋状铂丝加热器与所述悬空岛状结构相连。在其中一个实施例中，所述温度传感装置包括第二螺旋状铂丝加热器和第二控制系统，所述第二螺旋状铂丝加热器与所述悬空岛状结构相连。在其中一个实施例中，所述软件控制系统将所述第一控制系统和所述第二控制系统的电流信号和电压信号依据傅里叶公式和焦耳定律获得热传导数据。上述微纳米材料热传导测量系统，通过加热控温装置测定测试样品一端的温度，通过温度传感装置测定测试样品另一端的温度，根据测试样品两端温度的控制与测定，依据傅里叶热传导原理，测量微纳米材料的热传导性能。上述微纳米材料热传导测量系统测量结果可靠性好。附图说明图1一实施方式的微纳米材料热传导测量系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。请参阅图1，一实施方式的微纳米材料热传导测量系统100，包括测试平台10、真空控制装置20、控温装置30、加热控温装置40、温度传感装置50和软件控制装置60。在一实施方式中，测试平台10用于搭载测试样品。在一实施方式中，测试平台10测试平台由两个相邻的悬空岛状结构组成。悬空岛状结构通过光刻微纳米加工形成，两个相邻的悬空岛状结构的距离为6μm～20μm。在一实施方式中，所述悬空岛状结构包括硅衬底和设置在所述硅衬底上的氮化硅层，所述氮化硅层厚度为50nm～3μm。在一实施方式中，真空控制装置20用于控制测试平台10的真空度，真空控制装置20与测试平台10连接，真空控制装置20包括机械泵210和分子泵220和腔体230，机械泵210和分子泵220构成真空泵，真空泵与腔体230连接。机械泵210用于将微纳米材料热传导测量系统100的真空度降低至小于或等于0.5Pa，分子泵220用于将微纳米材料热传导测量系统100的真空度降低至小于或等于1.0×10-6Pa。在一实施方式中，控温装置30用于控制测试环境温度，控温装置30与在腔体230连接。控温装置将腔体230的温度控制在-180～500℃。在一实施方式中，加热控温装置40用于测定测试样品一端的温度，加热控温装置40收容在腔体230内且与测试平台10连接。在一实施方式中，加热控温装置40包括第一螺旋状铂丝加热器410和第一控制系统420，第一螺旋状铂丝加热器410与悬空岛状结构相连。在一实施方式中，温度传感装置50用于测定测试样品另一端的温度，温度传感装置50收容在腔体230内且与测试平台10连接。在一实施方式中，温度传感装置50包括第二螺旋状铂丝加热器510和第二控制系统520，第二螺旋状铂丝加热器510与悬空岛状结构相连。在一实施方式中，软件控制装置60用于控制测试平台10、真空控制装置20、控温装置30、加热控温装置40及温度传感装置50的运行。软件控制装置60用于将各组成部分有机结合。软件控制系统60将第一控制系统420和第二控制系统520的电流信号和电压信号依据傅里叶公式和焦耳定律获得热传导数据。上述微纳米材料热传导测量系统，通过加热控温装置测定测试样品一端的温度，通过温度传感装置测定测试样品另一端的温度，根据测试样品两端温度的控制与测定，依据傅里叶热传导原理，测量微纳米材料的热传导性能。上述微纳米材料热传导测量系统测量结果可靠性好。以上内容仅为本技术的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微纳米材料热传导测量系统，其特征在于，包括：测试平台，用于搭载测试样品；真空控制装置，用于控制所述测试平台的真空度，所述真空控制装置与所述测试平台连接，所述真空控制装置包括真空泵和与所述真空泵相连的腔体；控温装置，用于控制测试环境温度，所述控温装置与所述腔体连接；加热控温装置，用于测定测试样品一端的温度，所述加热控温装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；温度传感装置，用于测定测试样品另一端的温度，所述温度传感装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；及软件控制装置，用于控制所述测试平台、所述真空控制装置、所述控温装置、所述加热控温装置及所述温度传感装置的运行。

【技术特征摘要】
1.一种微纳米材料热传导测量系统，其特征在于，包括：测试平台，用于搭载测试样品；真空控制装置，用于控制所述测试平台的真空度，所述真空控制装置与所述测试平台连接，所述真空控制装置包括真空泵和与所述真空泵相连的腔体；控温装置，用于控制测试环境温度，所述控温装置与所述腔体连接；加热控温装置，用于测定测试样品一端的温度，所述加热控温装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；温度传感装置，用于测定测试样品另一端的温度，所述温度传感装置收容在所述腔体内且与所述测试平台连接；及软件控制装置，用于控制所述测试平台、所述真空控制装置、所述控温装置、所述加热控温装置及所述温度传感装置的运行。2.根据权利要求1所述微纳米材料热传导测量系统，其特征在于，所述真空泵包括机械泵和分子泵，所述机械泵用于将所述微纳米材料热传导测量系统的真空度降低至小于或等于0.5Pa，所述分子泵用于将所述微纳米材料热传导测量系统的真空度降低至小于或等于1.0×10-6Pa。3.根据权利要求1所述微纳米材料热传导测量系统，其特征在于，所述控温装置将所述腔体的温度控...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓉，曾小亮，许建斌，汪正平，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44