Способ определения теплопроводности, тепловой активности и температуропроводности тонкихпленок
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
30265б
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 04.!.1970 (№ 1391403/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 28.IV.1971. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 26.VII.1971
МПК С Оlп 25/18
Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 536.21(088.8) я с 11,.
Ю. А. Поляков, Г. Г. Спирин и Г. М. Нестерова ,1
Авторы изобретен,ия
Заявитель
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, ТЕПЛОВОИ
АКТИВНОСТИ И. ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТОНКИХ
ПЛЕНОК
2ьУ= + 2пУ. (. о 1/
+ 1erfc +1erfc
h . /1+11
УFo УFo
h=1
Изобретение относится к области теплофизических измерений.
Известны способы исследования теплофизических свойств тонких пленок при наличии теплового потока, направленного перпендикулярно к поверхности пленки.
В известных способах сложным является определение перепада температуры на пленке.
В большинстве случаев эту проблему решают путем измерения температуры материала, находящегося в непосредственном ко нтакте с исследуемой пленкой, пренебрегая контактной разностью температур. Однако при малых толщинах пленок термические сопротивления контактов будут соизмеримы или значительно больше сопротивления самих пленок.
Цель изобретения — повышение точности.
По предлагаемому способу на одну из поверхностей исследуемой пленки наносят металлическую пленку, пропускают через нее импульс электрического тока, регистрируют изменение во времени сопротивления металлической пленки, соответствующее изменению температуры поверхности исследуемой пленки, контактирующей с металлической пленкой, и по полученным результатам судят об искомых величинах.
Сущность способа заключается в следующем.
На одну из поверхностей исследуемой пленки предварительно наносят тонкий слой металла (около 0,1 лк). Чтобы металлизированная поверхность пленки обладала защитным сопротивле гнем (порядка 10 о,я), выделяется
5 узкая полоска. При пропускании через металлическую пленку прямоугольного импульса тока на последней выделяется постоянная тепловая мощность. Для тонкой диэлектрической пленки, пренебрегая тепловодом в воздух (так
10 как е воздуха «е пластины) и вследствие малой длительности импульса (/ 100 .икеек), пренебрегая отводом тепла íà краях пленки, тепловую задачу можно представить как нагрев ание бесконечной теплоизоли ров анной
15 пластины, на поверхности которой действует постоянный тепловой поток (q=const).
Температура регистрируется в одной координате по;изменению сопротивления металлической пленки. Приращение температуры в
20 месте расположения металлической пленки, вызванное воздействием прямоугольного импульса тока, описывается выражением
302656 где
OO
+ —.+ i erfc
Л=1
Предмет изобретения
Составитель В. Агапова
Тскред Е. Борисова
Редактор T. Иванова
Корректоры: Л. Корогод н Е. Ласточкина
Заказ 2029/13 Изд. № 863 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, гК-35, 1заушская наб., д. 4(5
Типография, пр. Сапунова, 2
Приращение температуры можно записать г 1 + At2i
At,= 7 ; И,= 7 i erfc . +
У Fo представляет собой изменение температуры поверхности полуограниченного тела при воздействии на его поверхность постоянного теплового потока. Очевидно, при малых со
AtAt,.
Таким образом, по At< можно определить коэффициент тепловой активности е для малых времен воздействия теплового потока, когда с пренебрежимой практически погрешностью пластину можно рассматривать полуограниче нным телом.
Величину Мз можно рассматривать как приращение температуры поверхности, обусловлечное конечностью толщины пластины.
Разделив Л4 при т=т2 на Ati при т=т1 получим = У вЂ”" / (его — +g + л-1
+ ierfc ) й->13
VFo / т| соответсгвует F, при котором At=At .
А г
Зкспериментальпо найденное значение под, Ятг зволяет определить г"о, а так как F =, то
FaRi а=, где а — коэффициент температуротг проводности. Коэффициент теплопрîводноcти находят по формуле л=е У а.
Способ определения теплопроводности, тепловой активности и температуропроводности тонких пленок путем нагревания их тепловым потоком, отличающийся тем, что, с целью «овышения точности, на одну из поверхностей исследуемой пленки наносят металлическу10 пленку, пропускают через нее импульс электрического тока, регистрируют изменение во времени сопротивления металлической пленки, соответствующее изменению температуры поверхности исследуемой пленки, контактирующей с металлической пленкой, и по получен30 ным результатам судят об искомых величинах.
