纳米结构热输运性能测试检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-27  

本文聚焦纳米结构热输运性能测试,涵盖微观热导率、界面热阻、各向异性等核心参数检测。涉及激光闪射、时域热反射等关键技术,适用于石墨烯、纳米线、复合材料等多类材料,为纳米热管理应用提供标准化测试依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

纳米材料热导率测试:通过激光闪射法或时域热反射法测量材料在特定温度下的热传导能力,参数包括温度范围(100K-800K)、热导率范围(0.1-500W/(m·K))、测试精度(±3%)。

界面热阻测量:针对异质结构界面,利用稳态热流法或频域热反射法表征声子输运受阻情况,参数包括界面温差分辨率(0.1K)、热阻范围(10^-9-10^-3m²·K/W)。

纳米薄膜热扩散率测定:采用脉冲激光热反射技术,结合薄膜厚度与热扩散系数关系计算,参数包括薄膜厚度范围(10nm-10μm)、热扩散率范围(10^-7-10^-4m²/s)。

碳基纳米材料热导率表征:针对石墨烯、碳纳米管等,使用拉曼光谱热导测量法,参数包括激光波长(532nm/633nm)、空间分辨率(微米级)、误差范围(±5%)。

低维纳米结构热导率分析:包括纳米线、纳米棒等一维结构,采用微纳热桥法测量,参数包括样品尺寸(直径100nm-10μm,长度10-100μm)、温度范围(77K-300K)。

复合纳米材料热输运各向异性测试:通过定向激光加热与红外热成像结合,测量不同方向热导率差异,参数包括方向角分辨率(5°)、各向异性比测量范围(1-100)。

纳米多孔材料热导率检测:利用真空绝热板法或热线法,评估孔隙率对热导率的影响,参数包括孔隙率范围(10%-99%)、有效热导率范围(0.01-1W/(m·K))。

量子点材料热输运特性测试:结合微区拉曼与光致发光光谱,分析量子限域效应对声子传输的影响,参数包括激发波长(405nm-785nm)、光谱分辨率(0.1cm^-1)。

异质结纳米材料界面声子谱分析:使用非弹性中子散射或同步辐射X射线散射技术,表征界面处声子模式匹配情况,参数包括中子能量分辨率(0.1meV)、动量转移范围(0.1-2Å^-1)。

纳米结构热稳定性耦合测试:在高温环境下同步测量热导率变化,分析热退化对输运性能的影响,参数包括最高测试温度(1000℃)、升温速率(1-20℃/min)。

检测范围

石墨烯基复合材料:用于电子器件散热层的石墨烯/聚合物复合薄膜。

半导体纳米线:用于高功率器件的硅基/锗基纳米线热管理材料。

陶瓷基纳米复合材料:航空发动机热障涂层用的稀土氧化物掺杂纳米陶瓷。

碳纳米管增强聚合物:柔性电子设备的导热胶黏剂及热界面材料。

量子点发光材料:LED照明及显示器件中的CdSe/CdS核壳结构量子点。

纳米多孔隔热材料:建筑节能领域的二氧化硅气凝胶毡及泡沫材料。

二维过渡金属硫化物:光电探测器中的MoS2/WS2异质结纳米片。

金属纳米颗粒掺杂材料:太阳能电池中用于载流子传输的银/二氧化钛复合薄膜。

生物医用纳米材料:肿瘤热疗中使用的金纳米棒/脂质体复合载体。

超导纳米结构材料:磁悬浮系统中钇钡铜氧纳米线带材及块体材料。

检测标准

ASTME1461-2014JianCeTestMethodforThermalConductivityandThermalDiffusivitybyLaserFlashMethod(激光闪射法测热导率和热扩散率)。

ISO22007-2:2015Plastics—Determinationofthermalconductivityandthermaldiffusivity—Part2:Transientplaneheatsource(hotdisc)method(塑料热导率和热扩散率测试——瞬态平面热源法)。

GB/T36517-2018纳米技术纳米薄膜热导率的测试激光闪射法(纳米薄膜热导率测试)。

DINEN12667:2001Thermalperformanceofbuildingmaterialsandproducts—Determinationofthermalresistancebymeansofguardedhotplateandheatflowmetermethods(建筑材料热阻测试——防护热板及热流计法)。

JISR1611:2018Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)—Determinationofthermalconductivityofmonolithicceramicsbylaserflashmethod(精细陶瓷热导率测试——激光闪射法)。

GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法(绝热材料热阻测试)。

ASTMD5470-2016JianCeTestMethodforThermalTransmissionPropertiesofThermallyConductiveElectricalInsulationMaterials(导热绝缘材料热传输特性测试)。

ISO18755:2013Nanotechnologies—Characterizationofsingle-wallcarbonnanotubesusingthermogravimetricanalysis(单壁碳纳米管热重分析表征)。

GB/T22588-2008纳米技术纳米颗粒尺寸分布的测量光子相关光谱法(纳米颗粒尺寸分布测量)。

SEMIMF1380-0308SpecificationforThermalConductivityMeasurementofSiliconWafersUsingLaserFlashMethod(硅晶圆热导率激光闪射法测试规范)。

检测仪器

激光闪射热导率测试仪:通过脉冲激光加热样品表面,红外探测器测量背面温升,计算热扩散率和热导率,适用于固体块体及薄膜材料的热输运性能测试。

时域热反射系统(TDTR):利用飞秒激光脉冲产生周期性热扰动,通过探测反射光强变化分析界面热阻,具备飞秒级时间分辨率和亚微米级空间分辨率。

微纳热桥测试系统:采用微加工热桥传感器,结合低温恒温环境,测量低维纳米结构(如纳米线、纳米管)在极低温下的热导率,支持77K-300K温区。

非弹性中子散射仪:通过中子与样品的相互作用,探测声子色散关系及态密度分布,用于分析纳米结构界面声子输运机制,能量分辨率可达0.1meV。

真空绝热板热导率测试仪:在真空环境下通过保护热板法测量纳米多孔材料的热导率,排除气体对流影响,适用于低至10^-4W/(m·K)的超低导热样品。

显微热分析系统:集成原子力显微镜与红外热像仪,实现纳米尺度下局部区域的热导率成像与定点测量,空间分辨率优于50nm。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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