一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法，方法包括STEP1：利用红外光脉冲加热样品；STEP2：原子力显微镜(AFM)记录样品的形变，并绘制出地形图；STEP3：根据样品的形变得到热膨胀函数；STEP4：与分析软件中存储的对照物热膨胀函数进行对照，确定待测样品对应系统中的已有对照物信息；STEP5：查看对照物的导热系数。本发明专利技术的有益效果是：不仅可以得到待测物的热膨胀率，同时得到相互关联的导热系数，功能齐全，使用简单。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法
本专利技术涉及测量
，具体的说涉及一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法。
技术介绍
在过去的几十年里，已经发展了大量的导热测试方法。然而，没有任何一种方法能够适合于所有的应用领域，反之对于特定的应用场合，并非所有方法都能适用。要得到准确的测量值，必须基于材料的导热系数范围与样品特征，选择正确的测试方法。如今测量导热系数方法与仪器有许多种。使用Fourier方程所描述的稳态条件的仪器主要适用于测量中低导热系数材料。使用动态(瞬时)方法的仪器，如热线法或激光散射法，用于测量中高导热系数材料。稳态方法，热线法是在样品(通常为大的块状样品)中插入一根热线。测试时，在热线上施加一个恒定的加热功率，使其温度上升。测量热线本身或与热线相隔一定距离的平板的温度随时间上升的关系。这一方法能够测量体积较大的样品。激光闪射法直接测量材料的热扩散性能。在已知样品比热与密度的情况下，便可以得到样品的导热系数。激光闪射法的特点是，测量范围宽(0.1～2000W/m·K)测量温度广(-110～2000℃)，并适用于各种形态的样品(固体、液体、粉末、薄膜等)。此外，激光闪射法还能够用比较法直接测量样品的比热。另一种闪光扩散法导热仪，特别适用于测量包装材料或电子工业中的散热片，这一仪器测量温度较低，最高300℃。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是设计通过测定物质的膨胀系数，通过与已有材料的膨胀系数进行对比，确定物质的导热系数的一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法，包括：STEP1：利用红外光脉冲加热样品；STEP2：原子力显微镜(AFM)记录样品的形变，并绘制出地形图；STEP3：根据样品的形变得到热膨胀函数；STEP4：与分析软件中存储的对照物热膨胀函数进行对照，确定待测样品对应系统中的已有对照物信息；STEP5：查看对照物的导热系数。进一步，所述红外光脉冲加热最大温度为1500℃。进一步，所述AFM的横向分辨率小于100nm。进一步，所述AFM配有扫描热显微镜(SThM)附件，所述SThM的探针的尖端合并一个电阻器，所述电阻的电阻特性与温度相关。进一步，所述电阻并联在一个惠斯顿电桥电路中。进一步，所述热膨胀函数定义为单位温度下体积的变化，即ΔV关于Δt的函数。本专利技术的有益效果是：不仅可以得到待测物的热膨胀率，同时得到相互关联的导热系数，功能齐全，使用简单。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术作出进一步的说明。图1为为本专利技术一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法的示意图。【具体实施方式】在附图所示的实例中，如图1所示，一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法，包括：STEP1：利用红外光脉冲加热样品；STEP2：原子力显微镜(AFM)记录样品的形变，并绘制出地形图；STEP3：根据样品的形变得到热膨胀函数；STEP4：与分析软件中存储的对照物热膨胀函数进行对照，确定待测样品对应系统中的已有对照物信息；STEP5：查看对照物的导热系数。进一步，红外光脉冲加热最大温度为1500℃。进一步，AFM的横向分辨率小于100m。进一步，AFM配有扫描热显微镜(SThM)附件，SThM的探针的尖端合并一个电阻器，电阻的电阻特性与温度相关。电阻并联在一个惠斯顿电桥电路中。该电阻器合并在一个惠斯顿电桥电路以通过系统监视其电阻。在探针端部的电阻，其特性与温度相关，可以用作监测样品温度和以定性分析的方式绘制样品的热导率。样品温度通常在设备结构上进行测量，比如磁记录头、激光二极管或电路。由于从顶端流失的或多或少的热量，样品的导热性将影响探针的温度。进一步，热膨胀函数定义为单位温度下体积的变化，即ΔV关于Δt的函数。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法，其特征在于，包括：STEP 1：利用红外光脉冲加热样品；STEP 2：原子力显微镜(AFM)记录样品的形变，并绘制出地形图；STEP 3：根据样品的形变得到热膨胀函数；STEP4：与分析软件中存储的对照物热膨胀函数进行对照，确定待测样品对应系统中的已有对照物信息；STEP5：查看对照物的导热系数。

【技术特征摘要】
1.一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法，其特征在于，包括：STEP1：利用红外光脉冲加热样品；STEP2：原子力显微镜(AFM)记录样品的形变，并绘制出地形图；STEP3：根据样品的形变得到热膨胀函数；STEP4：与分析软件中存储的对照物热膨胀函数进行对照，确定待测样品对应系统中的已有对照物信息；STEP5：查看对照物的导热系数。2.根据权利要求1所述的一种纳米成像技术测量样品的导热系数的方法，其特征在于，所述红外光脉冲加热最大温度为1500℃。3.根据权利要求1所述的一种纳米成像技术测量样品的导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：常帅，张海军，黄明柱，徐松，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42