Thermal Contact Resistance of the Copper–Copper Pair with Graphene Thermal Interface in Magnetic Fields up to 10 T

K. A. Kolesov; Колесов К. А.; A. V. Mashirov; Маширов А. В.; A. V. Irzhak; Иржак А. В.; M. V. Chichkov; Чичков М. В.; E. F. Safrutina; Сафрутина Е. Ф.; D. A. Kiselev; Киселев Д. А.; A. S. Kuznetsov; Кузнецов А. С.; O. V. Belova; Белова О. В.; V. V. Koledov; Коледов В. В.; V. G. Shavrov; Шавров В. Г.

doi:10.31857/S0015323023601022

Контактное термосопротивление медной контактной пары с графеновым термоинтерфейсом в магнитных полях до 10 Тл

Авторы: Колесов К.А.¹, Маширов А.В.¹, Иржак А.В.², Чичков М.В.², Сафрутина Е.Ф.², Киселев Д.А.², Кузнецов А.С.¹, Белова О.В.³, Коледов В.В.¹, Шавров В.Г.¹
Учреждения:
1. Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
2. Национальный исследовательский технологический университет МИСИС
3. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Выпуск: Том 124, № 11 (2023)
Страницы: 1058-1064
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/232706
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023601022
EDN: https://elibrary.ru/UYRLSO
ID: 232706

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследовано контактное термическое сопротивление разъемного соединения в виде медной контактной пары с термоинтерфейсом из слоев графена, синтезированного методом химического осаждения из паровой фазы на контактирующую поверхность. Получены значения контактного термического сопротивления разъемной контактной пары медь–графен–медь методом нестационарного теплового потока, в диапазоне температур 15–150 K при воздействии внешнего магнитного поля до 10 Тл.

Ключевые слова

контактное термическое сопротивление, контактная термическая проводимость, графен, термоинтерфейс

Список литературы

Liu W., Bykov E., Taskaev S., Bogush M., Khovaylo V., Fortunato N., Aubert A., Zhang H., Gottschall T., Wosnitza J., Scheibel F., Skokov K., Gutfleisch O. A study on rare-earth Laves phases for magnetocaloric liquefaction of hydrogen // Appl. Mater. Today. 2022. V. 29. P. 101 624.
Liu W., Gottschall T., Scheibel F., Bykov E., Fortunato N., Aubert A., Zhang H., Skokov K., Gutfleisch, O. Designing magnetocaloric materials for hydrogen liquefaction with light rare-earth Laves phases // J. Phys.: Energy. 2023. V. 5. P. 034001.
Koshkid’ko Yu.S., Dilmieva E.T., Kamantsev A.P., Mashirov A.V., Cwik J., Kol’chugina N.B., Koledov V.V., Shavrov V.G. Magnetocaloric Materials for Low-Temperature Magnetic Cooling // J. Comm. Techn. Electron. 2023. V. 68. P. 379–388.
Park J., Jeong S., Park I. Development and parametric study of the convection-type stationary adiabatic demagnetization refrigerator (ADR) for hydrogen re-condensation // Cryogenics. 2015. V. 71. P. 82–89.
Park I., Jeong S. Development of the active magnetic regenerative refrigerator operating between 77 K and 20 K with the conduction cooled high temperature superconducting magnet // Cryogenics. 2017. V. 88. P. 106–115.
Kamiya K., Matsumoto K., Numazawa T., Masuyama S., Takeya H., Saito A.T., Kumazawa N., Futatsuka K., Matsunaga K., Shirai T., Takada S., Lida T. Active magnetic regenerative refrigeration using superconducting solenoid for hydrogen liquefaction // Appl. Phys. Express. 2022. V. 15. P. 053001.
Swoboda T., Klinar K., Yalamarthy A.S., Kitanovski A., Rojo M.M. Solid-State Thermal Control Devices // Adv. Electron. Mater. 2021. V. 7. P. 2000625.
Дмитриев А.С. Введение в нанотеплофизику М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. 790 с.
Чернозатонский Л.А., Сорокин П.Б., Артюх А.А. Новые наноструктуры на основе графена: физико-химичсекие свойства и приложения // Успехи химии. 2014. № 83. С. 251–279.
Ying J., Dai W., Yu J., Jiang N., Lin C.-T., Yan Q. Rational design of graphene structures for preparing high performance thermal interface materials: A mini review // Science china: Physics, Mechanics and Astronomy. 2022. V. 65. P. 117 005.
Hong Y., Li L., Zeng X.C., Zhang J. Tuning thermal contact conductance at graphene–copper interface via surface nanoengineering // Nanoscale. 2015. V. 7. P. 6286–6294.
Goli P., Ning H., Li X., Lu C.Y., Novoselov K.S., Balandin A.A. Thermal Properties of Graphene–Copper–Graphene Heterogeneous Films // Nano Lett. 2014. V. 14. P. 1497–1503.
Kolesov K.A., Mashirov A.V., Kuznetsov A.S., Koledov V.V., Petrov A.O., Shavrov V.G. Thermal Contact Resistance at Cryogenic Temperatures in the Presence of Strong Magnetic Fields // J. Communications Technology and Electronics. 2023. V. 68. P. 420–424.
Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М.: Энергия, 1971.
Kumar V., Kumar A., Lee D.-J., Park S.-S. Estimation of Number of Graphene Layers Using Different Methods: A Focused Review // Materials. 2021. V. 14. P. 4590.
No Y.-S., Choi K.H., Kim J.-S., Kim H., Yu Y.-J., Choi C.-G., Choi J.S. Layer number identification of CVD-grown multilayer graphene using Si peak analysis // Sci. Reports. 2018. V. 8. P. 571.
Hwangbo Y., Lee C.-K., Mag-Isa A.E., Jang J.-W., Lee H.-J., Lee S.-B., Kim S.-S., Kim J.-H. Interlayer non-coupled optical properties for determining the number of layers in arbitrarily stacked multilayer graphenes // Carbon. 2014. V. 77. P. 454–461.
Simon N.J., Drexler E.S., Reed R.P. Properties of copper and copper alloys at cryogenic temperatures NIST Monograph 177. 1992. 850 p.
Siddappa P.G., Tariq A. Experimental estimation of thermal contact conductance across pressed copper–copper contacts at cryogenic-temperatures // Appl. Therm. Engineering. 2023. V. 219. P. 119412.