一维材料热导率的测量方法

摘要

本发明涉及一维材料热导率测量系统，其包括一被测物放置装置，一几何尺寸获取模块，一拉曼光谱特征峰频值获取模块，一热功率获取模块，一比较模块，一计算模块。所述被测物放置装置至少包括间隔设置的四个电极，被测物设置于该四个电极的表面，且被测物位于中间两个电极的部分悬空设置。所述拉曼光谱特征峰频值获取模块，用于获取被测物在电流作用下自加热并达到热平衡后其悬空部分中心点拉曼光谱的特征峰频值作为初始值以及被测物悬空部分任一端点的拉曼光谱的特征峰频值。所述计算模块用于根据被测物悬空部分中心点与任一端点之温差、几何尺寸及热功率计算所述被测物热导率。本发明还涉及一种利用所述热导率测量系统测量一维材料热导率的方法。

主权项

1.一种一维材料热导率测量方法，其包括以下步骤：提供一被测物放置装置，该被测物放置装置至少包括间隔设置的四个电极；获取所需的被测物的几何尺寸；将被测物放置于被测物放置装置的四个电极的表面，被测物位于中间两个电极的部分悬空设置，通过外侧的两个电极给被测物通入恒定电流，被测物在电流的作用下自加热，并在一段时间后达到热平衡，其中，将被测物放置于被测物放置装置的四个电极的表面的方法具体包括以下步骤：在所述被测物放置装置的临近所述四个电极中的一最外侧电极的外侧放置一二氧化硅基底，并将二者置于一反应室中；提供浓度为10^-5-10^-6摩尔/升的氯化铁溶液作为催化剂的前驱体；将上述氯化铁溶液加热至950°C，与氢气和氦气的混合气体形成催化剂气体并以60-200立方厘米/分的速率通入反应室中；通入氢气和甲烷作为碳源气的混合气体，在被测物放置装置的四个电极的表面生长单根碳纳米管，通过控制碳源气的气流方向使该碳纳米管倾倒在所述被测物放置装置的四个电极的表面；获取被测物悬空部分中心点和任一端点的拉曼光谱的特征峰频值，并比较被测物悬空部分中心点与任一端点拉曼光谱的特征峰频值之差；获取沿被测物悬空部分轴向传导的热功率；利用所述被测物悬空部分中心点与任一端点拉曼光谱的特征峰频值之差获取所述被测物悬空部分中心点和任一端点的温差；根据被测物悬空部分中心点与任一端点之温差、几何尺寸及热功率并利用公式来计算所述被测物的热导率，其中，k为被测物的热导率；U为被测物悬空部分的电压；I为流经被测物的电流；ΔL为被测物悬空部分的长度；S为被测物的横截面积；ΔT是被测物悬空部分的中心点和任一端点的温差。