近接・遠隔場ふく射熱輸送制御に基づく樹脂複合材料の高放熱機能化に関する研究

基于近场和远场辐射热传输控制的树脂复合材料高散热功能研究

• 批准号: 18J11170
• 负责人: 津田 慎一郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11170/
• 关键词: 熱輻射; 高分子材料; 赤外特性; 誘電関数; 薄膜; 光共振器

本研究では、樹脂材料が有する分子振動モードに基づき赤外熱輻射特性の制御をすることで、樹脂複合材料の高放熱機能化を図ることを目的として研究を行った。対象とする系は、構造の作製が容易で実用上のスケーラビリティが高い高分子薄膜と反射性基板からなる高分子光共振器構造である。具体的な研究成果は以下の通りである。(1)代表的な光学高分子材料であるPMMA、および赤外域に多数の分子振動モードを備えたアミノ系材料の薄膜赤外誘電特性を光学測定および新規誘電関数モデリングを組み合わせることで明らかにした。誘電関数は、高分子材料の構造の不均一性に起因するガウス線拡がりを考慮したガウス畳み込み型Drude-Lorentzモデルを使用し、高精度かつ物理的に確からしいモデリングが可能になった。(2)高分子材料の各分子振動モードの振動子強度および減衰率に着目し、高分子薄膜厚さを適切にチューニングすることで、特定の帯域において狭帯域から広帯域のスペクトル制御が可能なことを実験的・数値解析的に示した。(3)時間的結合モード理論に基づき、対象とする高分子光共振器構造における分子振動モードと構造起因の光干渉モードの結合状態に加えて、その薄膜厚さ依存性を明らかにした。(4)漏れ共鳴型の電場集中効果により、p偏光およびグレージング角において高分子光共振器が角度選択的な赤外熱輻射特性を示すことを明らかにした。加えて、角度選択特性は薄膜厚さと高分子材料の適切な選択によってチューニング可能なことを示した。以上の結果の一部は、査読論文1編で報告している。

在这项研究中，进行了研究，以根据树脂材料提供的分子振动模式来控制红外热辐射特性，从而增强树脂复合材料的高热量耗散。目标系统是一个包括聚合物薄膜的聚合物光结构和一个易于产生结构并具有高实用可扩展性和反射性基材的反射底物。具体的研究结果如下。 （1）通过将基于氨基的材料的薄膜红外介电特性PMMA（是典型的光学聚合物材料）和基于氨基的材料与大量分子振动的薄膜红外介电特性和大量分子振动结合使用的光学测量和新的介电功能。在红外区域。介电函数使用高斯折叠的drude-lorentz模型，该模型考虑了由聚合物材料的结构引起的高斯线扩散，从而实现了高精度和物理可靠的建模。 （2）关注每个分子材料的每个分子材料的振动强度和衰减速率，可以通过适当调整聚合物薄膜厚度的厚度，以在特定的带宽中控制狭窄的波段之间的光谱实验和数值分析。 （3）基于时间键合模式理论，除了在目标聚合物光CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CO -CONTRECTION DETREPTION模式中，薄膜厚度依赖于薄膜厚度。 （4）据透露，由于泄漏谐振类型电场强度效应，Polarized和放牧角的偏振光谐振器显示出一个角度选择性红外热辐射特性。另外，角度选择特征表明，可以通过适当选择薄膜厚度和聚合物材料来调整调整。上述结果已在阅读部分的第一部分报告。