薄膜材料已廣泛應用于信息、微電子、航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域。在制備和使用薄膜材料過程中，從熱傳遞的角度來說，諸如導熱系數(shù)、比熱和擴散率等熱物理性質(zhì)的測量是極其重要的。例如，高密度集成電路在運行時，需要把產(chǎn)生的熱量很快散發(fā)掉，以減少熱噪聲和避免限制CPU速度的提高。顯然，計算機芯片及其集成電路散熱速率與所用材料和薄膜的導熱系數(shù)直接相關(guān)。另外，導熱系數(shù)對薄膜的制備也至關(guān)重要。微尺度傳熱研究可望對薄膜成核生長和使用過程的熱傳輸作出計算，熱物理參數(shù)是這種模擬可靠的關(guān)鍵。
薄膜導熱的使用方法固體和液體熱傳遞性質(zhì)的研究變得越來越重要。薄膜導熱測試儀在許多領(lǐng)域中，例如汽車、航空、航天、發(fā)電/能源工業(yè)、陶瓷、建材和玻璃行業(yè)等，需要對所用材料的熱行為進行深入的研究。熱管理變得越來越重要，例如在能源價格上漲的背景下的節(jié)能建筑行業(yè)或?qū)ι嵋蟾叩陌雽w行業(yè)，尤其是在大規(guī)模集成電路上。
薄膜導熱的典型行為：
1、導熱系數(shù)隨溫度變化而變化
2、厚度對薄膜導熱系數(shù)有影響
3、淀積方法對薄膜導熱系數(shù)有影響
一般情況下薄膜材料導熱系數(shù)低于塊狀材料值，薄膜有效導熱系數(shù)減小的可能原因有三種情況：薄膜材料非化學計量和應力引起微結(jié)構(gòu)缺陷；聲子邊界散射；襯底和薄膜層間邊界熱阻。由于薄膜層與襯底的熱膨脹系數(shù)不同，薄膜往往承受很大的應力，薄膜層內(nèi)部存在微裂紋。在對其進行加熱時，微裂紋會動態(tài)擴展。同樣，在薄膜縱向生長時，由于橫向不連續(xù)，也會發(fā)生微裂紋的動態(tài)擴展。另外，生長薄膜的襯底都要經(jīng)過拋光，拋光過程引起的擦痕也以微裂紋的形式傳播進入薄膜。
更新時間：2020-05-25
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