ansys热电求助

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1）ANSYS模型的建立考虑到计算工作量，模拟中选用SED器件的一个电子发射单元，建立相应的几何结构模型，如图4-29所示。图4-29中，红色部分为玻璃衬底，两个方块为器件金属电极，Al-AlN颗粒膜搭接在金属电极中间。

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图4-29　SED器件电子发射单元的ANSYS几何模型

模拟所用SED器件电子发射单元的几何结构尺寸如表4-2所示。

表4-2 模型的几何结构尺寸（单位：微米）

	长	宽	高
玻璃基底	500	300	10
电极	100	200	0.1
颗粒膜	100	20	0.1

2）材料参数设定ANSYS通过有限元方法进行数值计算，选用软件提供的SOLID98结构单元，该单元能够综合分析热-电和热-应力耦合场问题，具有温度、结构位移等自由度。根据建立的模型，主要有三种材料：基底玻璃、电极和Al-AlN颗粒膜。
其中，玻璃衬底和金属电极的特性参数固定，直接加载在模型的材料特性参数上；改变Al-AlN颗粒膜的几何结构、电阻率（不同工艺导致的）以及器件电压来模拟电形成过程焦耳热的分布状况。三种材料的物理性能参数如表4-3所示。Al-AlN颗粒膜的热导率，可以根据质量份数的原则，综合金属铝和氮化铝给出，电阻率根据实际测试颗粒膜得到。  

表4-3 玻璃基底、颗粒膜和电极特性参数

材料	电阻率/mΩ.cm	热导率（W/m.K）
玻璃	1.00E+15	0.7-1.3
金属电极	1.68E-06	400
颗粒膜	2-200	200

3）边界条件边界条件主要是指所施加的器件电压大小及位置，以及器件单元周围环境。模拟所用器件电压从1V变化到20V，器件电压施加在左边电极的左端面上，右边电极的右端面上设置为0V，这与实际情况相符合。考虑到整个器件置于高真空环境下，模拟中忽略了空气对流造成的热损失，而真空室用不锈钢制造，放置在室温下，因此设定玻璃衬底的下表面温度为300K。另外，由于实验中电极的尺寸远远大于颗粒膜的尺寸，并且具有良好的热导率，因此设定右边电极的右端面和左边电极的左端面温度为300K。