在國家重大專項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、燃氣輪機（航空發(fā)動機）等項目中，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，其熱物性的準確測量對項目的完成起著關(guān)鍵的作用。研究所傳熱傳質(zhì)中心開發(fā)搭建了具有國際領(lǐng)先水平和自主知識產(chǎn)權(quán)的雙波長飛秒激光抽運-探測熱反射測量系統(tǒng)。利用飛秒激光的超高熱流密度及超短脈沖的特點，具有傳統(tǒng)熱物性測量儀器無法達到的空間分辨率，可實現(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量。
在雙波長飛秒激光抽運-探測熱反射測量系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上，以模塊化設(shè)計為原則，通過在論證、工程設(shè)計、制造到應(yīng)用示范中嚴格執(zhí)行反復(fù)的設(shè)計驗證、物料驗證、工藝驗證來保證可靠性、安全性和功能指標，實現(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，形成了獨立的、可工業(yè)化生產(chǎn)的核心機，并建立了可實現(xiàn)系統(tǒng)運行、微弱信號提取及數(shù)據(jù)處理一體化的控制軟件。
針對不同應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)本儀器可重點解決以下問題：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特性難以精確測量的難題；高性能航空發(fā)動機渦輪、燃燒室及飛行器高溫關(guān)鍵部件熱防護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準的難題。本儀器的開發(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)，能夠突破由傳熱問題帶來的發(fā)展瓶頸，同時推動上述工業(yè)領(lǐng)域中新型功能材料的研究及應(yīng)用的快速發(fā)展。
本項目得到國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項的支持。
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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