【摘 要】
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作为自然界存在的双曲材料之一,石墨对于实现高效辐射换热具有重要意义.本文研究石墨的光轴取向及厚度对近场辐射换热的影响,并揭示其辐射能量传输机理.当光轴平行于换热方向
【机 构】
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南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016;西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,西安710049;南京航空航天大学能源与动力学院,南京,210016
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作为自然界存在的双曲材料之一,石墨对于实现高效辐射换热具有重要意义.本文研究石墨的光轴取向及厚度对近场辐射换热的影响,并揭示其辐射能量传输机理.当光轴平行于换热方向时,常规的非共振双曲模式对其近场辐射换热具有主要贡献;而光轴垂直于换热方向时,除常规双曲模式以外,双曲型等离子极化激元也可被激发.随着薄膜厚度的减小,非共振双曲模式的贡献减小,但双曲型等离子极化激元可与更高波矢的电磁波耦合,从而导致总的辐射换热通量超过块体石墨.对于块体石墨,当真空间距小于170 nm时,光轴平行于换热方向的结构具有更大的辐射换热通量;而随着石墨厚度减小至数十纳米时,光轴垂直于换热方向的构造可能支持更高效的辐射换热能力.
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