基于微拉曼光谱技术的氧化介孔硅热导率研究

摘要

利用基于有效介质理论的介孔硅传热机理,提出一个用于分析氧化介孔硅热导率的理论模型,对影响氧化介孔硅有效热导率的因素进行了理论分析,得出用于计算氧化介孔硅有效热导率的计算公式.采用双槽电化学腐蚀法制备介孔硅,利用微拉曼光谱技术研究了氧化介孔硅热导率随所制备介孔硅孔隙率的变化规律,比较了经不同温度处理的氧化介孔硅的导热性能差异.孔隙率为60%.73.4%和78.8%的所制备介孔硅经300℃氧化处理后,其热导率值为8.625 W/(m·K),3.846 W/(m·K)和1.817 W/(m·K);孔隙率为73.4%的所制备介孔硅经450℃,600℃氧化处理后,其热导率值为2.466 W/(m·K)和2.100 W/(m·K).由计算氧化介孑L硅有效热导率的计算公式得出的相应氧化介孔硅的有效热导率理论值分别为4.549 W/(m·K),2.432 W/(m·K),1.792 W/(m·K),2.105 W/(m·K)和2.096W/(m·K).研究分析表明理论计算与所获得的试验数据相一致.氧化介孔硅极低的热导率以及良好的机械性能使其作为一种良好的热绝缘材料有望广泛应用于热效应微系统中.