配您聊聊激光導(dǎo)熱儀激光法的測(cè)試原理
點(diǎn)擊次數(shù)：2369 更新時(shí)間：2017-09-05
材料的導(dǎo)熱性能測(cè)試方法很多,大體可分為穩(wěn)態(tài)法與瞬態(tài)法兩大類。瞬態(tài)法則應(yīng)用范圍較為寬廣,尤其適合于高導(dǎo)熱系數(shù)材料以及高溫下的測(cè)試,其中發(fā)展zui快、代表性、得到熱物理學(xué)界普遍承認(rèn)的方法是閃光法,亦稱為激光法或激光閃射法,激光導(dǎo)熱儀就是利用激光法對(duì)材料進(jìn)行測(cè)量的。
激光法要求的樣品尺寸較小,測(cè)量范圍寬廣,可測(cè)量除絕熱材料以外的絕大部分材料,特別適合于中高導(dǎo)熱系數(shù)材料的測(cè)量。除常規(guī)的固體片狀材料測(cè)試外,通過使用合適的夾具或樣品容器并選用合適的熱學(xué)計(jì)算模型,還可測(cè)量諸如液體、粉末、纖維、薄膜、熔融金屬、基體上的涂層、多層復(fù)合材料和各向異性材料等特殊樣品的熱傳導(dǎo)性能。激光導(dǎo)熱儀測(cè)量試樣速度快捷。
激光法直接測(cè)量的是材料的熱擴(kuò)散系數(shù),其基本原理有哪些？
在爐體控制的一定溫度下,由激光源發(fā)射光脈沖均勻照射在樣品下表面,使試樣均勻加熱,通過紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量樣品上表面相應(yīng)溫升過程,得到溫度(檢測(cè)器信號(hào))升高和時(shí)間的關(guān)系曲線。
激光導(dǎo)熱儀應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)學(xué)模型對(duì)理論曲線和試驗(yàn)溫度上升曲線進(jìn)行計(jì)算修正,從而測(cè)出樣品的熱擴(kuò)散系數(shù),再測(cè)出比熱已知的標(biāo)樣的熱擴(kuò)散系數(shù),利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出樣品的比熱,系統(tǒng)根據(jù)以下公式自動(dòng)計(jì)算出樣品的導(dǎo)熱系數(shù):K(T)=A(T)#Cp(T)#Q(T)；式中:K為導(dǎo)熱系數(shù),W/(m#K);A為熱擴(kuò)散系數(shù),mm2/s;Cp為比熱,J/g/K;Q為密度,g/cm3。
其中樣品的密度一般在室溫下測(cè)定,其隨溫度的變化可使用材料的線膨脹系數(shù)進(jìn)行修正(同時(shí)修正樣品厚度隨溫度的變化),在測(cè)量溫度不太高、樣品尺寸變化不太大的情況下也可近似認(rèn)為不變。
激光法要求的樣品尺寸較小,測(cè)量范圍寬廣,可測(cè)量除絕熱材料以外的絕大部分材料,特別適合于中高導(dǎo)熱系數(shù)材料的測(cè)量。除常規(guī)的固體片狀材料測(cè)試外,通過使用合適的夾具或樣品容器并選用合適的熱學(xué)計(jì)算模型,還可測(cè)量諸如液體、粉末、纖維、薄膜、熔融金屬、基體上的涂層、多層復(fù)合材料和各向異性材料等特殊樣品的熱傳導(dǎo)性能。激光導(dǎo)熱儀測(cè)量試樣速度快捷。
激光法直接測(cè)量的是材料的熱擴(kuò)散系數(shù),其基本原理有哪些？
在爐體控制的一定溫度下,由激光源發(fā)射光脈沖均勻照射在樣品下表面,使試樣均勻加熱,通過紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量樣品上表面相應(yīng)溫升過程,得到溫度(檢測(cè)器信號(hào))升高和時(shí)間的關(guān)系曲線。
激光導(dǎo)熱儀應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件的數(shù)學(xué)模型對(duì)理論曲線和試驗(yàn)溫度上升曲線進(jìn)行計(jì)算修正,從而測(cè)出樣品的熱擴(kuò)散系數(shù),再測(cè)出比熱已知的標(biāo)樣的熱擴(kuò)散系數(shù),利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出樣品的比熱,系統(tǒng)根據(jù)以下公式自動(dòng)計(jì)算出樣品的導(dǎo)熱系數(shù):K(T)=A(T)#Cp(T)#Q(T)；式中:K為導(dǎo)熱系數(shù),W/(m#K);A為熱擴(kuò)散系數(shù),mm2/s;Cp為比熱,J/g/K;Q為密度,g/cm3。
其中樣品的密度一般在室溫下測(cè)定,其隨溫度的變化可使用材料的線膨脹系數(shù)進(jìn)行修正(同時(shí)修正樣品厚度隨溫度的變化),在測(cè)量溫度不太高、樣品尺寸變化不太大的情況下也可近似認(rèn)為不變。