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原文中文,约8500字,阅读约需21分钟。
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内容提要
本文研究了沿薄膜的导热过程,推导了完全漫反射下的薄膜等效热导率的表达式,并给出了分布函数的解和等效热导率的表达式。文章指出,在非傅里叶导热过程中,结构的等效热导率并只是几何结构的函数,而是和声子发射方式强相关的。
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关键要点
- 本文研究薄膜的导热过程,推导完全漫反射下的薄膜等效热导率表达式。
- 薄膜内热流沿厚度方向分布不均,出现热流滑移现象,导致等效热导率低于体材料值。
- 在声子经过边界散射后,沿x方向输运的能量部分丢失,影响等效热导率。
- 稳态声子玻尔兹曼方程用于描述薄膜内的二维导热问题,分布函数与y方向的边界有关。
- 一阶微分方程的解需要边界条件,流向边界的载流子分布通常未知。
- 通过常数变易法求解一阶微分方程,得到分布函数的解。
- 利用分布函数解计算沿x方向的总热流,推导出等效热导率的表达式。
- 等效热导率与几何结构和声子发射方式密切相关,不同加热方式导致不同结果。
- 热导率的概念在微纳尺度下需要重新审视,不能仅用傅里叶定律描述声子输运过程。
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