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導熱系數和熱擴散系數測定儀激光閃光法的原理是啥GBT42919.4-2023上海誠衛

更新時間:2025-03-08   點擊次數:166次

導熱系數和熱擴散系數測定儀-激光閃光法是一種先進的熱物性測試技術,廣泛應用于材料科學、能源工程、航空航天、電子器件等領域。以下是關于該技術的詳細介紹:

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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。其基本原理基于一維熱傳導理論:

  • 加熱過程:在短時間內(通常為數微秒至毫秒級),利用高強度激光脈沖對樣品的一側進行瞬間加熱,使其表面溫度迅速升高。

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

  • 數據分析:利用特定的數學模型(如Cowan-Drexel模型)對溫度-時間曲線進行解析,計算出材料的導熱系數和熱擴散系數。

二、應用與優勢

激光閃光法因其高精度、非接觸、快速測量等優點,在多個領域得到了廣泛應用:

  1. 材料科學:用于評估新材料的導熱性能,為材料研發和優化提供數據支持。

  2. 能源工程:在熱界面材料(TIM)的開發中,通過測定導熱系數和熱擴散系數,優化TIM的配方和結構設計,提高電子設備的散熱效率。

  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計提供依據。

  4. 電子器件:測定電子封裝材料的導熱性能,確保電子器件的穩定運行和散熱效率。

激光閃光法的優勢主要體現在:

  • 高精度:測量誤差小,能夠準確反映材料的導熱性能。

  • 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,可測量絕大多數材料的導熱性能,特別適用于中高導熱系數材料的測量。

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總結來看,導熱系數和熱擴散系數測定儀-激光閃光法是一種先進且可靠的測試技術,為材料科學研究和工業生產提供了重要的技術支持。


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