激光導熱儀簡介：
激光導熱儀主要用于材料導熱性能的測試。表征材料導熱性能的參數主要有熱擴散系數、導熱系數、比熱。
導熱性能的表征方法有很多種，主要有熱流法、瞬態平面法、激光閃射法等，其中激光閃射法也稱作閃光法和激光法。
基于激光閃射法理論設計而成的導熱儀就叫做激光導熱儀。激光導熱儀可以直接測試得到材料的熱擴散系數，同時可以測試得到材料的比熱，已知比熱和熱擴散系數，可以計算得到導熱系數。
激光導熱儀適用于絕大多數材料導熱性能的測試，絕熱材料除外。激光導熱儀尤其適用于高導熱材料和高溫下的導熱性能的測試，廣泛應用于材料、汽車、航天、電子、化工、能源等領域。
激光導熱儀工作原理：
激光導熱儀由激光源在瞬間發射一束激光脈沖，均勻照射在樣品下表面；使其表層吸收光能后溫度瞬時升高，并作為熱端將能量以一維熱傳導方式向冷端（上表面）傳播。使用紅外檢測器連續測量上表面中心部位的相應溫升過程（見圖1），得到類似于右下圖的溫度（檢測器信號）升高和時間的關系曲線（見圖2）。
應用計算機軟件的數學模型對理論曲線和試驗溫度上升曲線進行計算修正，從而測出樣品的熱擴散系數，再測出比熱已知的標樣的熱擴散系數，利用數學模型計算出樣品的比熱，系統根據以下公式自動計算出樣品的導熱系數：
λ（T）=α（T）Cρ（T）·ρ（T）式中:λ為導熱系數,W/(m K);α為熱擴散系數,mm2/s;Cρ為比熱J/g/K;ρ為密度,g/cm3。
其中樣品的密度一般在室溫下測定,其隨溫度的變化可使用材料的線膨脹系數進行修正（同時修正樣品厚度隨溫度的變化),在測量溫度不太高、樣品尺寸變化不太大的情況下也可近似認為不變。
溫度升高和時間關系曲線
激光導熱儀應用范圍：
激光閃射導熱測試方法所要求的樣品尺寸小，測量速度快，精度高；
能夠覆蓋<0.1-2000W/m*K（從較低導熱系數的聚合物，到超高導熱的金剛石）的寬廣的導熱系數測量范圍，測量溫度范圍寬，樣品適應面廣；
不僅能測量普通固體樣品的導熱性能，通過使用合適的夾具或樣品容器并選用合適的熱學計算模型；
還可測量諸如液體、粉末、纖維、薄膜、熔融金屬、膏狀材料、基質上的涂層、多層復合材料、各向異性材料等特殊樣品的熱擴散系數并進而計算導熱系數。
激光導熱測試常見的問題解答：
1.能否測熱障涂層熱導率？能不能測高溫熱導率？測熱導率需要滿足什么尺寸要求？
可以測。材料要求：最佳尺寸：直徑12.7 mm，厚度1~3mm；其他尺寸：直徑10mm，厚度1~3mm或10×10×(1~3)mm（熱擴散測試）。
2.尺寸小的樣品測試有誤差？
樣品尺寸小，會影響數據結果；我們有直徑10mm,邊長10mm的夾具、標樣等，但是這種尺寸測出來的數據不如直徑12.7的準確，建議加工成標準的12.7mm的直徑，0.1mm，除非樣品難以制備成12.7的，客戶允許存在數據誤差；
例如：純銅樣品，直徑是10mm的樣品，熱擴散實測值129，10*10mm的樣品，熱擴散實測值119，直徑12.7mm的樣品，熱擴散實測值114，而純銅的理論熱擴散在115-116左右，直徑12.7mm的樣品結果接近理論值；
3.測試過程中，比熱、密度會不會造成誤差？測試熱導率時比熱會有變化嗎?變化大嗎?
比熱是在測試過程中通過與石墨或其它材質標樣比對得到的，會存在一定的誤差，要求比較高的客戶建議用DSC測試；密度建議客戶自己提供或者通過其他更準確的方法進行測試；比熱都會隨著溫度的變化而變化,變化大小和樣品本身的性質有關；
4.幾種測熱導的方法有什么區別？
激光熱導適合做一些高導熱系數的，厚度方向的導熱系數測試；薄膜熱導適用于薄膜材料，測水平方向的導熱系數；熱流法適用絕熱或低導熱系數的材料；
更新時間：2023-01-09
點擊次數：1844
當前位置：
