第1章 绪论 1
1.1 微空间尺度：微纳米材料、结构热物性表征 1
1.2 微时间尺度：微纳米材料热输运机理表征 3
第2章 微空间尺度材料热物性的实验表征 5
2.1 3ω谐波探测技术 5
2.1.1 3ω法背景 5
2.1.2 3ω法原理 8
2.1.3 3ω法实验系统 15
2.1.4 3ω法传热模型分析 24
2.1.5 应用 35
2.1.6 3ω法发展趋势 56
2.2 光热探测技术 58
2.2.1 闪光法 58
2.2.2 光热反射法 65
2.2.3 光热透射率法 75
2.3 光声法 78
2.4 其他方法 79
2.4.1 热导法测量纳米管热物性 80
2.4.2 短线法 84
参考文献 88
第3章 微空间尺度结构热物性实验表征 96
3.1 多层微纳米结构垂直面方向热物性重构 96
3.1.1 3ω法测量多层薄膜热物理性质 96
3.1.2 周期加热法测量多层薄膜热物性 105
3.1.3 周期交流量热法测量多层薄膜的热扩散率 136
3.2 微纳米结构面方向热物性重构 139
3.2.1 基于扫描探针的扫描热显微镜 139
3.2.2 基于光热扫描的热成像 149
3.2.3 光热扫描的数值模拟分析 161
3.2.4 结论 165
参考文献 166
第4章 微时间尺度热输运过程的实验表征 173
4.1 皮秒激光抽运-探测热反射系统 173
4.1.1 皮秒激光抽运-探测热反射测试系统描述 174
4.1.2 基体表面纳米薄膜热扩散率测量结果 175
4.2 飞秒激光抽运-探测热反射技术 177
4.2.1 实验原理 178
4.2.2 飞秒激光抽运-探测实验系统建立 183
4.2.3 实验过程中的关键问题 196
4.2.4 Au膜热输运过程实验测量 198
4.3 飞秒时间／纳米空间分辨抽运-探测系统 202
参考文献 205
第5章 微／纳米尺度热输运特性的理论表征 209
5.1 概述 209
5.2 声子输运理论预测碳纳米管热导率尺度和温度效应 210
5.2.1 求解BP方程预测单壁碳纳米管热导率 211
5.2.2 波矢模型预测单壁碳纳米管热物性 214
5.2.3 基于连续模型预测多壁碳纳米管热物性 219
5.2.4 基于原子模型预测多壁碳纳米管热物性 224
5.3 分子动力学模拟单壁碳纳米管热物性 228
5.3.1 研究现状 228
5.3.2 理论基础 232
5.3.3 数值计算方法与程序设计 240
5.3.4 分子动力学模拟结果分析 250
5.3.5 单壁碳纳米管热导率的量子修正 258
5.3.6 碳纳米管-硅晶体间界面热导的分子动力学模拟 262
5.4 微时间尺度超常热输运过程 266
5.4.1 激光加热金属问题与理论模型 266
5.4.2 不同导热行为的数值模拟及分析 278
参考文献 300
第6章 纳米流体热物理参数实验和理论表征 304
6.1 3ω法测量纳米流体热物性 304
6.1.1 测量原理 305
6.1.2 实验系统及条件分析 309
6.1.3 3ω方法测量液体热参数的影响因素分析 312
6.1.4 实验结果与分析 316
6.2 短线法测量纳米流体热物性 323
6.2.1 测量原理 323
6.2.2 实验系统与实验结果 324
6.3 纳米流体热输运机理 326
参考文献 331
附录 平衡分子动力学模拟单壁碳纳米管热导率程序代码 335