[发明专利]一种多层薄膜材料热导率在线测量装置与测量方法

权利要求书

1.一种多层薄膜材料热导率在线测试装置，其特征在于，包括：长度不同的两组双端固支梁和三组金属电极；

所述两组双端固支梁包括第一双端固支梁组和第二双端固支梁组；所述第一双端固支梁组和第二双端固支梁组分别包括n根双端固支梁；

所述三组金属电极包括第一金属电极组、第二金属电极组和第三金属电极组，所述第一金属电极组设于第一双端固支梁组的一端，所述第二金属电极组设于第一双端固支梁组的另一端和所述第二双端固支梁组的一端，所述第三金属电极组设于所述第二双端固支梁组的另一端。

2.根据权利要求1所述的多层薄膜材料热导率在线测试装置，其特征在于，所述第一双端固支梁组中n根双端固支梁的层数分别为1，2，……，n，每根双端固支梁的长度均为l₁，宽度均为w，各层的厚度分别为h₁，h₂，……，h_n。

3.根据权利要求1所述的多层薄膜材料热导率在线测试装置，其特征在于，所述第二双端固支梁组中n根双端固支梁的层数分别为1，2，……，n，每根双端固支梁的长度均为l₂，宽度均为w，各层的厚度分别为h₁，h₂，……，h_n。

4.基于权利要求1～3所述的一种多层薄膜材料热导率在线测量方法，其特征在于，包括：

对每一根双端固支梁施加恒定电流I进行加热，测量加热过程中每一根双端固支梁两端的瞬态电压，当温度达到稳态时，测量每一根双端固支梁两端的稳态电压；

基于测量的数值，通过拟合并求解预设方程组，得到各层薄膜的热导率。

5.根据权利要求4所述的多层薄膜材料热导率在线测量方法，其特征在于，还包括测量多层薄膜材料热导率在线测试装置的基础数据，包括：

在室温T₀下分别测量第一双端固支梁组中每一根双端固支梁的电阻R₁₀，R₂₀，……，R_n0；

对第一双端固支梁组进行环境温度加热，使第一双端固支梁组中每一根双端固支梁加热至同一温度T₁并维持不变，测量每一根双端固支梁的电阻R₁₁，R₂₁，……，R_n1；

在室温T₀下分别测量第二双端固支梁组中每一根梁的电阻R’₁₀，R’₂₀，……，R’_n0。

6.根据权利要求5所述的多层薄膜材料热导率在线测量方法，其特征在于，所述测量加热过程中每一根双端固支梁两端的瞬态电压和测量每一根双端固支梁两端的稳态电压，包括：

对第一双端固支梁组中每一根双端固支梁施加恒定电流I，测量加热过程中每一根双端固支梁两端的瞬态电压V₁(t)，V₂(t)，……，V_n(t)，当温度达到稳态时，测量每一根双端固支梁两端的稳态电压V_1∞，V_2∞，……，V_n∞；

对第二双端固支梁组中每一根双端固支梁施加恒定电流I，测量加热过程中每一根双端固支梁两端的瞬态电压U₁(t)，U₂(t)，……，U_n(t)，当温度达到稳态时，测量每一根双端固支梁两端的稳态电压U_1∞，U_2∞，……，U_n∞。

7.根据权利要求6所述的多层薄膜材料热导率在线测量方法，其特征在于，所述预设方程组表示为：

其中，k_i为各层薄膜的热导率，t为时间，τ为时间常数。