研究方向及在研课题

1. 纳米尺度传热及材料热物理性质研究 
随着纳米材料/结构在能源、化工、电子、生物和医药等领域的应用,纳米尺度传热现象得到了广泛关注。采用第一性原理计算、分子动力学、格林函数方法和玻尔兹曼方程,对纳米尺度热量传输机理及特性开展研究,获得新材料/结构热物理性质的同时,通过原子尺度材料结构的设计,对新材料/结构导热特性进行调控,以提高相关工程应用中能量转化与传递效率。相关课题包括:
(1)新型钙钛矿电子/能源材料热物理性质性质研究;
(2)宽禁带高迁移率半导体材料热物理性质研究。
 
2. 多尺度传热理论及电子器件热管理技术
        大功率电子器件内部热量的耗散过程涉及纳米尺度能量转化和迁移,以及相继发生的热量传递,是包含由微纳米尺度至常规尺度的机理复杂的多尺度问题。针对半导体电子器件内部多尺度、多物理场耦合的传热过程,建立数值模型,研究内部界面电子-声子传输过程,及热点耗散过程中的电子-声子耦合及能量转化机理。相关课题包括:
(1)纳米晶体管电子-声子耦合传输及热量耗散机理研究
(2)高电子迁移率晶体管近结热传输机理及高导热衬底技术;
(3)纳米多层绝热材料及非易失性相变存储器热管理技术。
 
3. 相变传热及高热流密度散热技术
       相变传热具有传热系数高、温度均匀等优点,是解决高热流密度散热问题的主要技术手段。围绕高性能芯片、功率器件、激光器等器件小空间散热需求,针对微通道散热技术、喷雾冷却技术和复合散热技术,开展不同工质相变流动传热机理、特性及两相不稳定性研究,实现从液氮至室温温区解决高热流密度冷却。相关课题包括:
(1)大长宽比激光晶体微通道散热技术研究;
(2)微细通道内液氮流动沸腾及低温超临界氮对流换热特性研究;
(3)高热流密度液氮喷雾冷却技术研究。
 
4. 先进低温制冷技术
       低温制冷技术在空间探测、军事装备红外制导和生物医疗冷冻等领域有不可替代的应用需求,直接影响到国家大科学工程、能源工业与国防安全等领域关键性及前沿性技术的发展。针对微型节流制冷器、脉管制冷机和逆布雷顿制冷机的冷量高效获取和传输问题,从热力学过程/循环优化和传热强化两个方面,开展关键部件设计和系统匹配研究。相关课题包括:
(1)微型节流制冷器快速降温机制及性能调控技术研究;
(2)超微型节流制冷器加工工艺及性能优化;
(3)脉管制冷机热力循环优化及交变流动换热特性研究;
(4)逆布雷顿制冷机系统优化及高效回热技术研究。
 

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