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導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)測定儀激光閃光法的原理是啥GBT42919.4-2023上海誠衛(wèi)

更新時(shí)間:2025-03-08   點(diǎn)擊次數(shù):212次

導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)測定儀-激光閃光法是一種先進(jìn)的熱物性測試技術(shù),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、能源工程、航空航天、電子器件等領(lǐng)域。以下是關(guān)于該技術(shù)的詳細(xì)介紹:

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一、基本原理

激光閃光法(Laser Flash Analysis,LFA),也稱激光閃射法或閃光法,是一種非接觸式的熱物理性能測試技術(shù)。其基本原理基于一維熱傳導(dǎo)理論:

  • 加熱過程:在短時(shí)間內(nèi)(通常為數(shù)微秒至毫秒級),利用高強(qiáng)度激光脈沖對樣品的一側(cè)進(jìn)行瞬間加熱,使其表面溫度迅速升高。

  • 溫度響應(yīng):熱量以熱傳導(dǎo)的方式在樣品內(nèi)部傳播,形成溫度梯度場。隨后,通過紅外探測器監(jiān)測樣品另一側(cè)(或同一側(cè)的不同深度)的溫度響應(yīng)隨時(shí)間的變化。

  • 數(shù)據(jù)分析:利用特定的數(shù)學(xué)模型(如Cowan-Drexel模型)對溫度-時(shí)間曲線進(jìn)行解析,計(jì)算出材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)。

二、應(yīng)用與優(yōu)勢

激光閃光法因其高精度、非接觸、快速測量等優(yōu)點(diǎn),在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用:

  1. 材料科學(xué):用于評估新材料的導(dǎo)熱性能,為材料研發(fā)和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

  2. 能源工程:在熱界面材料(TIM)的開發(fā)中,通過測定導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù),優(yōu)化TIM的配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高電子設(shè)備的散熱效率。

  3. 航空航天:評估航空航天材料的熱性能,為材料篩選和飛行器熱設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

  4. 電子器件:測定電子封裝材料的導(dǎo)熱性能,確保電子器件的穩(wěn)定運(yùn)行和散熱效率。

激光閃光法的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:

  • 高精度:測量誤差小,能夠準(zhǔn)確反映材料的導(dǎo)熱性能。

  • 非接觸式測量:避免了對樣品的破壞和污染,適用于珍貴或易損樣品的測試。

  • 快速測量:測試周期短,提高了工作效率。

  • 樣品適用范圍廣:除絕熱材料外,可測量絕大多數(shù)材料的導(dǎo)熱性能,特別適用于中高導(dǎo)熱系數(shù)材料的測量。

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總結(jié)來看,導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)測定儀-激光閃光法是一種先進(jìn)且可靠的測試技術(shù),為材料科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持。


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