СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, ТЕПЛОВОЙ АКТИВНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТОНКИХПЛЕНОК Советский патент 1971 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к области теплофизических измерений.

Известны способы исследования теплофизических свойств тонких пленок при наличии теплового потока, направленного перпендикулярно к поверхности пленки.

В известных способах сложным является определение перепада температуры на пленке. В большинстве случаев эту проблему решают путем измерения температуры материала, находяшегося в непосредственном контакте с исследуемой пленкой, пренебрегая контактной разностью температур. Однако при малых толш,инах пленок термические сопротивления контактов будут соизмеримы или значительно больше сопротивления самих иленок.

Цель изобретения - повышение точности.

По предлагаемому способу на одну из поверхностей исследуемой пленки наносят металлическую пленку, пропускают через нее импульс электрического тока, регистрируют изменение во времени сопротивления металлической пленки, соответствуюш.ее изменению температуры поверхности исследуемой пленки, контактирующей с металлической пленкой, и по полученным результатам судят об искомых величинах.

ки предварительно наносят тонкий слои металла (около 0,1 Л1к. Чтобы металлизированная поверхность пленки обладала защитным сопротивлением (порядка 10 ом, выделяется узкая полоска. При пропускании через металлическую пленку прямоугольного импульса тока на последней выделяется постоянная тепловая мощность. Для тонкой диэлектрической пленки, пренебрегая тепловодом в воздух (так

как е воздуха -Се пластины) и вследствие малой длительности импульса ( мксек), пренебрегая отводом тепла на краях пленки, тепловую задачу можно представить как нагревание бесконечной теплоизолированной

пластины, на поверхности которой действует постоянный тепловой поток (q consi).

Температура регистрируется в одной координате по изменению сопротивления металлической пленки. Приращение температуры в

месте расположения металлической пленки, вызванное воздействием прямоугольного импульса тока, описывается выражением

2уо/. 29„1Л ,/

25

sVT S V F, +

СО

Приращение температуры можно записать

Д; А/,+Аг2, где

. - +

S)/,. е Vyfo

+ V- + /erfc УРоYF,

представляет собой изменение температуры поверхности полуограниченного тела при воздействии на его поверхность постоянного теплового потока. Очевидно, при малых FQ .

Таким образом, по можно определить коэффициент тепловой активности е для малых времен воздействия теплового потока, когда с пренебрежимой практически погрешностью пластину можно рассматривать полуограниченным телом.

Величину можно рассматривать как приращение температуры поверхности, обусловленное конечностью толщины пластины. Разделив при на при t Ti получим

ии

1 / То т /- f. , 1 , STl h .

1/ - К U erfc - + V -7 +

tiVF i yfo

h-l

r Л -h 1

+ г erfc -

V F, ) T соответствует f, при котором A/ Af|.

Экспериментально наиденное значение поД

ПГ вТ.т

зволяет определить го, а так как Го -f-, то

,R2

10 п

, где а - коэффициент температуропроводности. Коэффициент теплопроводности находят по формуле л .

Предмет изобретения

Способ определения теплопроводности, тепловой активности и температуропроводности тонких пленок путем нагревания их тепловым потоком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на одну из поверхностей исследуемой пленки наносят металлическую пленку, пропускают через нее импульс электрического тока, регистрируют изменение во времени сопротивления металлической пленки, соответствующее изменению температуры поверхности исследуемой пленки, контактирующей с металлической пленкой, и по полученным результатам судят об искомых величинах.