基于聲子理論低溫界面熱阻計算機仿真研究.pdf

1、在航空航天領域，固體界面熱阻是航天器熱控技術中普遍存在和必須解決的分析計算與設計制造問題。在超導技術領域，制冷機自接冷卻系統在高溫超導技術中得到廣泛應用，自接冷卻技術將己有的液氦與固體冷卻的模式，轉移到固體(超導器件)和固體(制冷機冷頭)之間導熱為主的傳熱模式。山于傳熱機理的變化，在固體接觸導熱中，界面熱阻及其最佳熱藕合機理成為自接冷卻的關鍵技術和科學問題。在電子技術領域，電子產品的熱輸運問題有芯片內部集成電路與其基片之間的傳熱問題和芯

2、片外殼的散熱設計，其界面傳熱直接影響芯片性能指標和可靠性。 本文在總結前人研究上作和成果的基礎上，運用計算機仿真方法和技術研究低溫固體界面傳熱過程，從低溫固體界面仿真建模的方法與技術以及微結構工程學，聲子理論的角度來研究低溫界面熱阻的問題。 關于傳統仿真建模研究，論文基于氮化鋁(AlN)和Bi-2223的低溫界面傳熱實驗和實驗數據，建立了AlN和Bi-2223的低溫界面熱阻回歸分析仿真模型：運用最小二乘方法分析AlN和B

3、i-2223的低溫界面熱阻實驗數據，得到AlN和Bi-2223的低溫界面熱阻參數擬和仿真模型。 基于微觀熱傳道理論方面，主要運用了低溫物理學中的聲失配理論和散聲失配理論對氮化鋁(AlN)和Bi-2223之間的界面熱阻進行討論。由于聲失配理論和散聲失配理論對溫度和粗糙度有很嚴格的要求，所以直接建模所得的理論數據與實驗數據有很大的差距，本文采用聲失配理論與傳統研究方法相結合，通過與實驗數據的分析擬合，提出了修正的數學模型，預測誤差有