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本课程属于：055-红外光学系统无热化设计 光学光电与激光工程 · 共 10 门相关课程，组合学习更完整。
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材料组合策略与温控实战

📚 共计 30 章节
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01
材料组合基础
材料组合的概念、意义与三大原则：相容性、互补性、工艺匹配性，构建系统选材思维。
相容性互补性工艺匹配
02
热力学基础回顾
热力学第一、第二定律，焓与熵的概念，自由能判据，为材料组合提供热力学视角。
焓熵自由能
03
相图基础
二元相图解读、杠杆定律、共晶与包晶反应，相图在材料组合中的工程应用。
杠杆定律共晶包晶
04
材料组合的相容性分析
化学相容性、热膨胀系数匹配、电化学腐蚀匹配、界面反应控制，确保组合稳定性。
热膨胀电化学界面
05
金属-金属组合策略
固溶体与金属间化合物、异种金属焊接要点、层状金属复合材料设计思路。
固溶体焊接层状复合
06
金属-陶瓷组合策略
金属陶瓷(Cermet)设计原理、润湿性与界面结合、梯度功能材料(FGM)概念。
Cermet润湿性FGM
07
聚合物-无机物组合策略
聚合物基复合材料(PMC)、填料分散技术、界面偶联剂的作用机理。
PMC偶联剂分散
08
碳材料组合策略
碳纤维增强复合材料(CFRP)、碳纳米管/石墨烯复合、碳/碳复合材料设计。
CFRP石墨烯C/C
09
多孔与泡沫材料组合
多孔金属、泡沫陶瓷、气凝胶复合材料，孔隙率与性能调控策略。
多孔泡沫陶瓷气凝胶
10
智能材料组合
形状记忆合金复合、压电材料复合、自修复材料组合设计方法。
形状记忆压电自修复
11
温控基础
热传导、热对流、热辐射基本原理，热阻与热容概念，温控理论基石。
热传导热对流热辐射
12
温控传感器
热电偶、热电阻(RTD)、热敏电阻(NTC/PTC)、红外测温原理与选型。
热电偶RTD红外
13
温控执行器
加热器(电阻丝、PTC、感应加热)、冷却器(风扇、半导体制冷片、水冷)。
PTC半导体制冷水冷
14
PID控制基础
比例(P)、积分(I)、微分(D)作用，Ziegler-Nichols参数整定方法。
PID整定
15
温控系统建模
集总参数法、一维热传导模型、热容-热阻网络模型(RC模型)。
集总参数RC模型热传导
16
温控系统仿真
使用Python/Simulink进行温控仿真、阶跃响应分析、稳态误差分析。
Simulink阶跃响应稳态误差
17
材料热物性测试
热导率测试(稳态法/瞬态法)、比热容测试(DSC)、热膨胀系数测试(TMA)。
热导率DSCTMA
18
高温材料组合
难熔金属与陶瓷组合、热障涂层(TBC)设计、高温抗氧化涂层。
TBC难熔金属抗氧化
19
低温材料组合
低温韧性要求、超导材料组合、低温密封与绝热材料设计。
低温韧性超导绝热
20
热管理材料
导热硅脂、相变材料(PCM)、热管与均温板原理、热界面材料(TIM)。
PCM热管TIM
21
电子封装中的材料组合
芯片封装层级、基板材料、焊料与底部填充材料、热应力管理。
封装基板热应力
22
电池热管理
锂电池热特性、风冷/液冷/相变冷却方案、热失控预防材料组合。
液冷相变冷却热失控
23
LED散热实战
LED热特性、散热器材料选择(铝/铜/石墨)、热仿真与实测对比。
铝石墨热仿真
24
功率模块温控
IGBT/SiC模块热设计、双面散热技术、烧结银连接层应用。
IGBTSiC烧结银
25
温控系统硬件设计
传感器布局策略、信号调理电路、驱动电路设计要点。
布局调理电路驱动
26
温控系统软件设计
嵌入式PID实现、PWM调功、温度采样滤波算法。
嵌入式PWM滤波
27
温控系统调试与优化
系统辨识、前馈补偿、自适应温控策略。
系统辨识前馈自适应
28
材料组合的可靠性
热循环疲劳、热冲击测试、界面退化机制、寿命预测模型。
热疲劳热冲击寿命
29
材料组合的工艺实现
粉末冶金、热压烧结、3D打印复合、扩散连接工艺。
粉末冶金热压烧结3D打印
30
综合案例：高功率激光器散热模组
从材料选型到温控系统联调，完整设计高功率激光器散热模组。
激光器散热模组联调