梅特勒托利多公司推出的Flash DSC（閃速示差掃描量熱儀）可對微米尺寸樣品實現(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。近日，南京大學(xué)胡文兵教授課題組在新開發(fā)的Flash DSC測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)域國際核心期刊Thermochimica Acta上。

測試要點

在升溫掃描過程中，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，在本實驗中，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，比此前測得的0.25 W/m/K[3]更大一些，這是因為新方法扣除了界面熱阻的影響，修正了原先適用于較厚薄膜本體熱導(dǎo)率的測試結(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，實現(xiàn)了同時表征微米厚度薄膜樣品的界面熱阻和熱導(dǎo)率。這種測試方法簡單、準(zhǔn)確，適用于界面熱阻相對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。