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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