基于变间距近场热辐射效应的辐射热整流器件及设计方法技术

技术编号:42105190 阅读:29 留言:0更新日期:2024-07-25 00:29
本发明专利技术公开一种基于变间距近场热辐射效应的辐射热整流器件及设计方法。辐射热整流器件,包括辐射器与接收器,所述辐射器与接收器之间具有可调间隙;辐射器依次包括辐射层、真空层、热膨胀材料层;接收器依次包括接收层、金属屏蔽层、热收缩材料层;接收层的内部结构保持与辐射层的内部结构的镜像对称性;通过温度梯度调节辐射器接收器之间的间隙,利用近场热辐射对结构相关特征光谱匹配程度与间隙尺寸的敏感性,来调控辐射热整流器件的近场与远场条件下的辐射热通量,并以此调控热整流比。该发明专利技术利用变间距近场热辐射效应实现小温差大整流比辐射热整流器,适用于非接触式热二极管等光电子器件,具有高效、非接触、快速的辐射热流调控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于变间距近场热辐射效应的辐射热整流器件及其设计方法。


技术介绍

1、辐射热整流作为辐射热传导的控制方式之一,在非接触式热管理、热编码及辐射冷却等领域有着广泛应用。作为这一方式的核心器件的辐射热整流器能够如同电二极管一般由温度偏置方向驱动来控制热流,使热流整体上仅在指定方向上传导,称作热整流。通常衡量辐射热整流器整流性能的关键参数是整流比r,r=qf/qr-1,其中qf与qr分别代表在正向与反向温度偏置下被允许通过的辐射热整流器的热通量。

2、传统辐射热整流器主要关注具有不同温度依赖电磁特性材料或者结构构成的两极之间的电磁波谱耦合,其基本思想是,在温度偏置为正向时,两极间的电磁波谱耦合达到极大,反之在温度偏置为反向时,两极间的电磁波谱耦合达到极小,从而使热通量在不同偏置下形成高对比度,实现高热整流比。然而,不同材料或结构的使用阻碍了电磁波谱的完美耦合,此外材料电磁特性对温度的低敏感性也限制了传统辐射热整流器必须工作在较大的温度差下(如数百开尔文),才能取得较高的热整流比,这大大削弱了辐射热整流器的应用潜力。


<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于变间距近场热辐射效应的辐射热整流器件,其特征是:包括辐射器与接收器,所述辐射器与接收器之间具有可调间隙;

2.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:

3.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:所述的辐射层采用支持红外波段极化激元的材料。

4.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:所述的热膨胀材料层采用柔性高热膨胀系数聚合物材料。

5.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:所述的金属屏蔽层7为单一材料构成的连续薄层,或者具有纳米结构的薄层。

6.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征...

【技术特征摘要】

1.一种基于变间距近场热辐射效应的辐射热整流器件,其特征是:包括辐射器与接收器,所述辐射器与接收器之间具有可调间隙;

2.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:

3.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:所述的辐射层采用支持红外波段极化激元的材料。

4.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:所述的热膨胀材料层采用柔性高热膨胀系数聚合物材料。

5.根据权利要求1所述的辐射热整流器件,其特征是:所述的金属屏蔽层7为单一材料构成的连续薄层,或...

【专利技术属性】
技术研发人员:史可樟邓衍
申请(专利权)人:浙江大学宁波五位一体校区教育发展中心
类型:发明
国别省市:

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