在國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)核心電子器件高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品、極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝、大型飛機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)（航空發(fā)動(dòng)機(jī)）等項(xiàng)目中，熱障涂層、熱界面、金屬/半導(dǎo)體納米薄膜、多孔介質(zhì)等具有微/納結(jié)構(gòu)的材料至關(guān)重要，其熱物性的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)項(xiàng)目的完成起著關(guān)鍵的作用。研究所傳熱傳質(zhì)中心開(kāi)發(fā)搭建了具有國(guó)際領(lǐng)先水平和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙波長(zhǎng)飛秒激光抽運(yùn)-探測(cè)熱反射測(cè)量系統(tǒng)。利用飛秒激光的超高熱流密度及超短脈沖的特點(diǎn)，具有傳統(tǒng)熱物性測(cè)量?jī)x器無(wú)法達(dá)到的空間分辨率，可實(shí)現(xiàn)納米微米尺度范圍薄膜、界面、多孔介質(zhì)、粉體等材料的熱物性精確測(cè)量。
在雙波長(zhǎng)飛秒激光抽運(yùn)-探測(cè)熱反射測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上，以模塊化設(shè)計(jì)為原則，通過(guò)在論證、工程設(shè)計(jì)、制造到應(yīng)用示范中嚴(yán)格執(zhí)行反復(fù)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、物料驗(yàn)證、工藝驗(yàn)證來(lái)保證可靠性、安全性和功能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了光路系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊化、集成化，形成了獨(dú)立的、可工業(yè)化生產(chǎn)的核心機(jī)，并建立了可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行、微弱信號(hào)提取及數(shù)據(jù)處理一體化的控制軟件。
針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)本儀器可重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：大規(guī)模集成電路、大功率激光器熱管理用薄膜材料及界面熱輸運(yùn)特性難以精確測(cè)量的難題；高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪、燃燒室及飛行器高溫關(guān)鍵部件熱防護(hù)涂層材料的隔熱性能、涂層-基材的界面熱阻、高導(dǎo)熱碳/碳復(fù)合材料熱導(dǎo)率難以精確測(cè)量的難題；新型高效納米節(jié)能材料的熱物性及傳熱性能難以精確標(biāo)準(zhǔn)的難題。本儀器的開(kāi)發(fā)為微電子及光電子、航空航天、工業(yè)節(jié)能等領(lǐng)域服務(wù)，能夠突破由傳熱問(wèn)題帶來(lái)的發(fā)展瓶頸，同時(shí)推動(dòng)上述工業(yè)領(lǐng)域中新型功能材料的研究及應(yīng)用的快速發(fā)展。
本項(xiàng)目得到國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)的支持。
儀器效果圖
模塊化、集成化的微/納結(jié)構(gòu)材料熱物性表征儀器
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