本书基于微电子、物理、化学等领域微纳尺度传热的文献及成果研究，从热学理论基础、模型体系、观测与表征实现、微散热模式四个层面对微观传热学领域进行深入分析、归纳和整理，搭建系统而全面的微观传热知识体系。
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1. 微型血液凝固在线监测系统，科技部863探索项目，项目负责人，2008年11月-2010年10月；
目录
第1章 绪论 1
第2章 热学理论基础 6
2.1 热力学基础 6
2.1.1 热力学第一定律 6
2.1.2 热力学第二定律 7
2.1.3 热力学关系式 10
2.1.4 比热容 13
2.1.5 热力学第三定律 15
2.2 传统传热学经典理论 16
2.2.1 温度场 16
2.2.2 傅里叶导热定律 17
2.2.3 独立粒子的统计力学 17
2.3 热能传导的三种形式 19
2.3.1 热传导 19
2.3.2 热对流 20
2.3.3 热辐射 21
2.4 传热界面与材料 25
2.4.1 导热系数 25
2.4.2 导热材料的一般分类 26
2.4.3 定解条件 27
参考文献 29
第3章 固体导热 30
3.1 固体热容 30
3.1.1 固体热容的经典理论 31
3.1.2 爱因斯坦和德拜理论 33
3.1.3 自由电子与晶格振动对固体热容的影响 39
3.2 固体导热机制 41
3.2.1 晶格导热 41
3.2.2 电子导热 42
3.2.3 界面导热 43
3.3 固体导热建模 44
3.3.1 热传导方程 44
3.3.2 热传导模型 45
3.3.3 数值方法 47
3.4 小结 49
参考文献 50
第4章 流固耦合 51
4.1 流体动力学与纳米流体动力学 52
4.1.1 流体动力学 52
4.1.2 纳米流体动力学 54
4.2 理想气体与理想不可压缩模型 56
4.2.1 气体动理论 56
4.2.2 气体的状态参量、平衡状态 57
4.2.3 理想气体与其物态方程 58
4.2.4 理想气体的微观模型 59
4.2.5 流体的可压缩性与理想不可压缩模型 61
4.3 流固耦合的方法 62
4.3.1 流固耦合力学的定义和特点 62
4.3.2 流固耦合求解 62
4.3.3 分离解法的耦合方式与数据传递 65
4.3.4 流固耦合应用 66
4.4 小结 68
参考文献 69
第5章 场驱动固液气三相传热 71
5.1 蒸气膜 71
5.1.1 相密度浮力流 72
5.1.2 浮力强制流动 79
5.1.3 分散的液滴 80
5.2 液体薄膜 86
5.2.1 负浮力、非波浪状薄膜流动 86
5.2.2 负浮力、波状薄膜流动 87
5.3 非等温共线和联线 88
5.3.1 接触角 89
5.3.2 非等温动接触线 90
5.4 蒸发/冷凝速率的动力学上限 91
5.5 具体场景 92
5.5.1 表面气泡形成和动力学 92
5.5.2 表面液滴形成和动力学 94
5.5.3 撞击液滴 94
参考文献 96
第6章 显微观测光学基础 98
6.1 显微镜组成及其光学原理 98
6.1.1 显微镜的成像原理 98
6.1.2 显微镜的组成及镜头要求 99
6.1.3 显微镜的光瞳光阑设置 101
6.1.4 视场调节 103
6.1.5 景深及其原理 104
6.2 分辨率和有效放大率 106
6.2.1 衍射现象能量分布 106
6.2.2 分辨能力评判标准 108
6.2.3 分辨率 109
6.2.4 有效放大率 109
6.3 显微镜物镜 110
6.3.1 物镜的光学特性 110
6.3.2 基本物镜的几种类型 112
6.4 光照系统组成 115
6.4.1 基于不同观测物体的照明方法 115
6.4.2 基于暗场的照明系统 117
6.4.3 聚光效应及应用 118
参考文献 120
第7章 超分辨显微技术 121
7.1 超衍射极限近场显微法 121
7.1.1 基于超衍射极限近场的观测方法概述 121
7.1.2 传统光学显微镜概述 122
7.1.3 近场光学显微镜原理 122
7.1.4 近场光学显微镜的成像原理及结构 126
7.1.5 近场光学显微镜的应用 129
7.2 近场扫描光学显微镜 132
7.2.1 基于近场的显微结构及观测原理 132
7.2.2 纳米级探针的制作 132
7.3 基于远场的超高分辨观测技术 138
7.3.1 远场超高分辨率显微观测简介 138
7.3.2 超分辨成像技术前沿 140
7.3.3 4Pi显微镜 142
7.3.4 3D随机光学重建显微镜 143
7.3.5 选择性平面照明显微镜基本原理 145
参考文献 145
第8章 光谱分析 146
8.1 拉曼光谱技术 146
8.1.1 原理及技术发展 146
8.1.2 拉曼测温法 149
8.1.3 拉曼分析系统组成 152
8.1.4 拉曼光谱分析技术的应用 154
8.2 近红外光谱分析 156
8.2.1 近红外光谱分析的发展历程 156
8.2.2 近红外光谱分析的原理和技术流程 158
8.2.3 近红外光谱分析技术的应用 160
参考文献 162
第9章 暗场光学显微镜 165
9.1 DFM原理 165
9.2 DFM应用 167
9.2.1 定量分析 168
9.2.2 计数分析 168
9.2.3 聚合 168
9.2.4 折射率和形态 170
9.2.5 等离子标尺 171
9.2.6 方法探索 172
9.2.7 动态监测 173
9.2.8 反应过程分析 173
9.2.9 材料加工 174
9.2.10 生物测定 175
9.3 其他新出现的应用 176
9.3.1 材料性能评估 176
9.3.2 环境/植物样本的检测 177
9.3.3 生物医学研究 177
9.4 技术组合 178
9.4.1 组合荧光成像 178
9.4.2 组合SERS 179
9.4.3 其他组合成像 179
9.5 DFM辅助分析 179
9.5.1 用于表征 180
9.5.2 辅助分析 180
9.6 非线性暗场光学显微镜 180
9.7 光声暗场显微镜 181
参考文献 181
第10章 单相对流传热 184
10.1 对流传热概述 184
10.1.1 牛顿冷却公式 184
10.1.2 影响对流换热表面传热系数的因素 185
10.1.3 对流换热微分方程 186
10.1.4 流动边界层和热边界层 187
10.1.5 特征数方程式 188
10.2 管内受迫对流换热 189
10.2.1 一般分析 189
10.2.2 管内对流换热的实验关联式 191
10.2.3 管槽内部强制对流换热的强化 192
10.3 外掠圆管对流换热 193
10.3.1 横掠单管对流换热 193
10.3.2 横掠管束对流换热 193
10.4 自然对流传热 195
10.4.1 自然对流传热模式 195
10.4.2 流动与换热特征 196
10.5 混合对流传热 197
参考文献 197
第11章 相变对流传热 199
11.1 凝结传热 199
11.1.1 凝结传热的形式 199
11.1.2 主要传热热阻 201
11.1.3 膜状凝结换热的规律 201
11.1.4 珠状凝结换热的规律 202
11.2 沸腾传热 203
11.2.1 沸腾传热的形式 203
11.2.2 沸腾传热的规律 205
11.2.3 强化池内沸腾 205
11.2.4 强化流动沸腾 206
参考文献 207
第12章 热电制冷 208
12.1 热电制冷原理 208
12.1.1 塞贝克效应 208
12.1.2 佩尔捷效应 210
12.1.3 汤姆孙效应 210
12.1.4 焦耳效应 211
12.1.5 傅里叶效应 211
12.2 热电冷却结构设计 211
12.2.1 热电堆 212
12.2.2 散热系统 213
12.3 热电冷却器的热力学分析 214
12.4 热电制冷的工作状况分析 215
12.4.1 热电优值 215
12.4.2 最大制冷效率状态 217
12.4.3 最大制冷量状态 218
12.5 热电材料 219
12.6 小结 220
参考文献 220
第13章 制冷技术前景 221
13.1 热管散热 221
13.1.1 热管工作原理 221
13.1.2 热管的流动理论 222
13.1.3 热管的主要性能参数 225
13.1.4 微型热管 226
13.2 相变储热散热 227
13.3 液体喷射冷却 227
参考文献 228
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