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大学物理实验, 2025, 38(2): 6-12     https://doi.org/10.14139/j.cnki.en22-228.2025.02.002
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稳态法导热系数测量中半导体制冷与强制风冷散热的实验稳定性对比与分析
屈智峰,马 阳,文 凯,黎金荣,熊博文,杨智敏* 
延安大学 物理与电子信息学院,陕西 延安 716000
Comparison and Analysis of the Experimental Stability of SemiconductorCooling and Forced Air Cooling in the Measurementof Thermal Conductivity by Steady-state Method
QU Zhifeng, MA Yang, WEN Kai,LI Jinrong,XIONG Bowen, YANG Zhimin*
School of Physies and Eleetrnie Information, Yan'an Universitly, Yan 'an 716000 , China
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摘要 

通过分析现有稳态法导热系数测量实验仪器的不足,利用亚克力板、蝶形螺丝、陶瓷加热片和散热器设计并搭建了样品支架,结合可调稳压直流电源、数显高精度四通道温度计和电脑,设计并自制了导热系数测量仪,测试了强力风冷散热和半导体散热两种方式下的导热系数。实验表明改进后的仪器可实现温度和时间的同步测量并直观的显示实验过程数据;相比强力风扇散热,半导体散热下实验测得的导热系数稳定性更高,且噪音更小。研究结果可为稳态法导热系数测量装置的设计和精度的提高提供参考。

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屈智峰
马 阳
文 凯
黎金荣
熊博文
杨智敏
关键词:  稳态法  导热系数  实验稳定性  半导体制冷散热  强力风冷散热     
Abstract: 

This study eritieally examines the limitations inherent in current steady state thermal eonduetivitexperimental apparatuses.To address these shortcomings, a novel setup is designed and established, integratedwith a sample holder, an adjustable regulated power supply , a digital high-precision four-channel thermometer.and a computer. A sample holder was designed and fabricated, ineorporating an aerylie plate, wing serews, aceramie heating element, and a heat sink.The thermal conductivities were tested under strong air cooling andsemiconductor heat dissipation, The results show that the up-data instrument can realize the synchronousmeasurement of temperature and time,Compared with the strong fan heat dissipation, the thermal conductivitysystem obtainedunder semiconductor heat dissipation is more stable and less noisy.The research results canprovide a relerenee for the design and aecunaey improvement of the thermal conduetivity measurement deviee othe steady state method.

Key words:  steady-state method    thermal conductivity    experimental stability    semiconductor cooling    forced air cooling
               出版日期:  2025-04-25      发布日期:  2025-04-25      整期出版日期:  2025-04-25
ZTFLH:  O 4-33  
基金资助: 

国家级大学生创新创业训练计划项目(202410719002);国家自然科学基金项目(12364008);延安大学博士科研启动项目(YDBK2019-54);延安大学一流本科课程项目

引用本文:    
屈智峰, 马 阳, 文 凯, 黎金荣, 熊博文, 杨智敏 . 稳态法导热系数测量中半导体制冷与强制风冷散热的实验稳定性对比与分析 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(2): 6-12.
QU Zhifeng, MA Yang, WEN Kai, LI Jinrong, XIONG Bowen, YANG Zhimin. Comparison and Analysis of the Experimental Stability of SemiconductorCooling and Forced Air Cooling in the Measurementof Thermal Conductivity by Steady-state Method . Physical Experiment of College, 2025, 38(2): 6-12.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.en22-228.2025.02.002  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I2/6
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