本發(fā)明屬于石墨烯導(dǎo)熱測試,具體是石墨烯導(dǎo)熱薄膜材料的測試方法。
背景技術(shù):
1、隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,各種電子設(shè)備日趨微型化、高性能化,在運行過程中不可避免的會產(chǎn)生和累積大量的熱量,如果熱量不及時導(dǎo)出,則會影響設(shè)備的正常運行和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為滿足散熱設(shè)備的需求,采用石墨烯薄膜對設(shè)備內(nèi)部的熱量進行導(dǎo)出散熱,石墨烯薄膜質(zhì)量輕、機械強度高,熱導(dǎo)率高。但在應(yīng)用石墨烯薄膜時,需要先對其導(dǎo)熱性能進行測試,確保其能有效導(dǎo)熱。目前常用的測試方法是采用精密的測試儀器對石墨烯薄膜進行測試。
2、專利公開號為cn110887864a的專利中公開了一種石墨烯導(dǎo)熱薄膜的測試方法,包括待測樣品的取樣、測試環(huán)境的營造、待測樣品的放置、加熱塊的放置、測溫件的放置、溫度數(shù)據(jù)的采集、多組數(shù)據(jù)的獲取、溫度數(shù)據(jù)的分析,可以準(zhǔn)確的測試出石墨烯膜的導(dǎo)熱性能,并能區(qū)分出不同厚度的石墨烯膜的性能差異,操作簡單、耗時少,測試效率高,適合大批量的監(jiān)測測試。
3、然而,常用的測試方法主要依賴于精密的測試儀器,雖然能夠測試出石墨烯薄膜的導(dǎo)熱性能,但并未充分考慮樣品尺寸和形狀對測試結(jié)果的影響,特別是樣品的形狀,如長寬是否規(guī)則,對導(dǎo)熱測試結(jié)果有著不可忽視的影響;基于此,提出石墨烯導(dǎo)熱薄膜材料的測試方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯導(dǎo)熱薄膜材料的測試方法,解決了常用的測試方法主要依賴于精密的測試儀器,雖然能夠測試出石墨烯薄膜的導(dǎo)熱性能,但并未充分考慮樣品尺寸和形狀對測試結(jié)果的影響的技術(shù)問題。
2、石墨烯導(dǎo)熱薄膜材料的測試方法,包括以下步驟:
3、步驟一:獲得多個不同形狀石墨烯薄膜的輪廓邊線;
4、步驟二:根據(jù)各個石墨烯薄膜的輪廓邊線,獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓中心點;
5、步驟三:根據(jù)各個石墨烯薄膜的輪廓邊線,獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓周長;
6、步驟四:根據(jù)各個石墨烯薄膜的輪廓邊線,獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的傳熱面積;
7、步驟五:根據(jù)各個石墨烯薄膜的輪廓周長和傳熱面積,獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的形狀復(fù)雜度;
8、步驟六:在相同測試環(huán)境下,以輪廓中心點為加熱點,對各個石墨烯薄膜進行加熱處理,并結(jié)合傳熱面積分析獲得導(dǎo)熱參數(shù);
9、步驟七:根據(jù)導(dǎo)熱參數(shù)和形狀復(fù)雜度,分析獲得形狀關(guān)聯(lián)系數(shù);
10、步驟八:根據(jù)形狀關(guān)聯(lián)系數(shù)輸出導(dǎo)熱參數(shù)修正計算公式。
11、作為本發(fā)明進一步的方案:獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓中心點的具體方式為:
12、獲得各個石墨烯薄膜輪廓邊線上所有形狀點坐標(biāo),將各個石墨烯薄膜輪廓邊線上所有形狀點坐標(biāo)橫坐標(biāo)的平均值作為各個石墨烯薄膜輪廓中心點的橫坐標(biāo),將縱坐標(biāo)的平均值作為各個石墨烯薄膜輪廓中心點的縱坐標(biāo),進而獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓中心點。
13、作為本發(fā)明進一步的方案:獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓周長的具體方式為:
14、通過各個石墨烯薄膜輪廓邊線上每相鄰的兩個形狀點坐標(biāo),計算相鄰兩點之間的距離,將各個石墨烯薄膜輪廓邊線上每相鄰的兩個形狀點之間的距離之和作為各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓周長ci,其中i指代為不同的石墨烯薄膜,i=1、2、……、n,其中n指代為石墨烯薄膜的數(shù)量,n為正整數(shù)且n≥1。
15、作為本發(fā)明進一步的方案:獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的傳熱面積的具體方式為:
16、根據(jù)各個石墨烯薄膜輪廓邊線上所有形狀點坐標(biāo),獲得各個石墨烯薄膜的長度與寬度,計算各個石墨烯薄膜的長度與寬度之間的乘積b,并將b×θ作為各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的傳熱面積si,θ為預(yù)設(shè)參數(shù)。
17、作為本發(fā)明進一步的方案:獲得各個石墨烯薄膜的長度與寬度的具體方式為:
18、從各個石墨烯薄膜輪廓邊線上所有形狀點坐標(biāo)中,獲得各個石墨烯薄膜輪廓邊線上的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別對應(yīng)的最大值和最小值,將各個石墨烯薄膜橫坐標(biāo)最大值和最小值之間的差值絕對值作為各個石墨烯薄膜的長度,將各個石墨烯薄膜縱坐標(biāo)最大值和最小值之間的差值絕對值作為各個石墨烯薄膜的寬度。
19、作為本發(fā)明進一步的方案:獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的形狀復(fù)雜度的具體方式為:
20、獲得各個石墨烯薄膜輪廓邊線上的形狀點坐標(biāo)數(shù)量mi與各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓周長ci之間的比值eai,同時獲得與傳熱面積si之間的比值ebi,將eai和ebi之間的和作為各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的形狀復(fù)雜度hi。
21、作為本發(fā)明進一步的方案:獲得導(dǎo)熱參數(shù)的具體方式為:
22、在相同的測試環(huán)境下,將各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的輪廓中心點作為加熱點,在預(yù)定加熱功率p下使用加熱源對各個石墨烯薄膜進行加熱處理,將預(yù)定加熱功率p與各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的傳熱面積si之間的比值,作為各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的熱流量qi;
23、沿著各個石墨烯薄膜的長度傳熱方向均設(shè)置e個溫度測量點,每個溫度測量點之間的間隔距離均為△x,獲得各個石墨烯薄膜的e個溫度測量點中溫度值最大值與最小值之間的差值絕對值ri,根據(jù)公式ki=(qi×di)/(ri×si),計算獲得各個石墨烯薄膜分別對應(yīng)的導(dǎo)熱參數(shù)ki,△x為預(yù)設(shè)值,e為預(yù)設(shè)數(shù)量值,e為正整數(shù),e>1。
24、作為本發(fā)明進一步的方案:分析獲得形狀關(guān)聯(lián)系數(shù)的具體方式為:
25、將多個石墨烯薄膜的導(dǎo)熱參數(shù)和形狀復(fù)雜度組成數(shù)據(jù)集(h1,k1)、(h2,k2)、……、(hn,kn),計算形狀復(fù)雜度hi和導(dǎo)熱參數(shù)ki的平均值,然后計算每個形狀復(fù)雜度與平均形狀復(fù)雜度的差值mai以及導(dǎo)熱參數(shù)與平均導(dǎo)熱參數(shù)的差值mbi,計算形狀復(fù)雜度差值mai平方和ga以及導(dǎo)熱參數(shù)差值mbi平方和gb,再計算復(fù)雜度差值mai和導(dǎo)熱參數(shù)差值mbi之間的乘積總和l,最后,通過公式,分析獲得形狀關(guān)聯(lián)系數(shù)z。
26、作為本發(fā)明進一步的方案:輸出導(dǎo)熱參數(shù)修正計算公式的具體方式為:
27、將形狀關(guān)聯(lián)系數(shù)引入至公式ki=(qi×di)/(ri×si)中,輸出導(dǎo)熱參數(shù)修正計算公式。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
29、本發(fā)明,通過考慮石墨烯薄膜的形狀復(fù)雜度,本發(fā)明能夠更準(zhǔn)確地反映薄膜的實際導(dǎo)熱性能,減小因形狀不規(guī)則導(dǎo)致的測試誤差,本發(fā)明不僅測試了石墨烯薄膜的導(dǎo)熱參數(shù),還引入了形狀關(guān)聯(lián)系數(shù),從多個角度對薄膜的導(dǎo)熱性能進行評估,使得測試結(jié)果更為全面和可靠,使得測試方法適用于不同尺寸和形狀的石墨烯薄膜,為石墨烯薄膜在散熱設(shè)備中的應(yīng)用提供了更為廣泛的選擇空間;
30、同時通過計算形狀關(guān)聯(lián)系數(shù),反映了導(dǎo)熱參數(shù)與形狀復(fù)雜度之間的內(nèi)在聯(lián)系,對導(dǎo)熱測試結(jié)果的影響,有助于更深入了解石墨烯薄膜的導(dǎo)熱特性,將形狀關(guān)聯(lián)系數(shù)引入導(dǎo)熱參數(shù)的計算公式中,進行糾正處理,根據(jù)形狀關(guān)聯(lián)系數(shù)對不同形狀的薄膜進行導(dǎo)熱參數(shù)的計算結(jié)果進行糾偏,以減小因形狀不規(guī)則導(dǎo)致的測試誤差,使得石墨烯薄膜導(dǎo)熱參數(shù)的測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。