基于差分方脉冲源方法的液体及界面热属性的同步、非接触式测量
应用物理
2026-04-16 v1
摘要
准确表征固液界面热传递对于微纳米尺度系统的热管理至关重要。然而现有技术常需事先了解液体属性，这会使同时解析界面与 bulk 行为复杂化，并在界面导热率超过 100 MW m-2 K-1 时失去灵敏度。本文提出了差分方脉冲源 (DSPS) 方法，能够在无需任何预定义材料参数的情况下，同步、非接触式地测量液体热导率、体积比热和固液界面导热率。双频激励结合原位基片参考，使可从多层结构中提取属性，数值模拟显示典型不确定度约为 8%，证明其鲁棒性。该协议针对广谱液体进行验证，包括油类、润滑剂、含盐水溶液和纯水，Bulk 属性与文献值Excellent 一致。数据集分析阐明了振动谱错配、离子层化及相关界面现象如何支配热传递，证明了十六烷硅烷亲油性修饰铝表面可使界面导热率提高十六倍。结果表明，导热率可通过表面润湿性和化学功能化进行强大调控，为界面工程提供直接指导。由于该方法易于扩展至柔软材料如热界面凝胶，具备广泛适用于新兴界面主导热技术的前景。
引用
@article{arxiv.2604.13742,
title = {Simultaneous, Non-Contact Measurement of Liquid and Interfacial Thermal Properties via a Differential Square-Pulsed Source Method},
author = {Tao Chen and Puqing Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.13742},
year = {2026}
}