激光閃射法導熱分析儀(Laser Flash Analysis, LFA)是一種基于瞬態(tài)熱響應原理的高精度材料熱物性測試設備,廣泛應用于航空航天、新能源等領域。
1.非接觸式測量:激光閃射法屬于非接觸式的測量方式,不會對樣品造成損傷或污染,特別適用于脆弱或易損的材料測試。同時,也避免了傳統(tǒng)接觸式測量可能帶來的誤差和干擾。
2.快速響應:由于采用短暫的激光脈沖進行加熱,并迅速捕捉由此引發(fā)的溫度變化,因此測量速度快,能夠在短時間內獲得大量準確的數據點,提高測試效率。
3.高精度與高靈敏度:該儀器具備高精度的溫度傳感器和信號處理系統(tǒng),能夠實時監(jiān)測并記錄微小的溫度變化,從而確保測試結果的準確性和可靠性。此外,它還能夠在多種氣氛下工作,進一步擴展了其應用范圍。
激光閃射法導熱分析儀的基本工作原理:
1.瞬時加熱:使用短脈沖激光(通常為納秒至毫秒級)均勻照射樣品下表面,使激光能量高效地轉化為熱能,樣品吸收能量后產生瞬時溫升。
2.熱量擴散與溫度監(jiān)測:熱量隨后向樣品上表面擴散,此時利用紅外探測器實時監(jiān)測樣品背面的溫度變化。通過對不同位置溫度數據的采集與分析,構建出樣品的溫度分布圖及其隨時間變化的曲線。
3.數據計算與分析:根據一維熱傳導模型,結合樣品厚度、密度與比熱數據,可計算出熱擴散系數α值(單位:mm/s),并通過公式λ=α·ρ·Cp求得材料的導熱系數λ值(單位:W/(m·K))。