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嚴(yán)格來說，閃光法（因為光源可以是激光，有時候又稱作激光法）并不是測量導(dǎo)熱系數(shù)的方法，而是測量材料熱擴(kuò)散系數(shù)的方法.

 

熱擴(kuò)散系數(shù)測量原理

該方法使用激光或者疝燈脈沖均勻照射圓盤狀試樣的正面，照射時間在毫秒級甚至更短；通過記錄樣品背面的溫度響應(yīng)，就可以得到試樣的熱物性。其物理模型為，初始條件為在恒定溫度下，樣品正面收到一個瞬間能量脈沖的作用，是根據(jù)試樣的厚度、熱量從正面?zhèn)鬟f到背面所需的特征時間函數(shù)可以獲得試樣的熱擴(kuò)散系數(shù)；根據(jù)比較法獲得被測樣品的比熱，然后根據(jù)輸入的密度值，計算得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。

 

比熱測量原理

利用閃光法測量比熱，是基于比較法測定的。用比較法測定比熱容，是將已知比熱容的標(biāo)準(zhǔn)樣品與待測樣品一起，放在多樣品的閃光法熱擴(kuò)散儀內(nèi)，在相同條件下測定標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測樣品。假設(shè)標(biāo)樣和待測樣品分別吸收到的脈沖輻射強(qiáng)度相同，根據(jù)能量平衡方程式就可以求得待測樣品的比熱容：

Q = CpB×MB×ΔTB = CpX×MX×ΔTX

B 表示標(biāo)樣；

X 表示被測樣品；

其中，MB，MX 分別表示標(biāo)樣和待測樣品的質(zhì)量；

ΔTB，ΔTX 分別表示標(biāo)樣和待測樣品收到激光輻照射之后的zui大溫升；

 

用激光法測量比熱，有一個很重要的前提是，被測樣品的結(jié)構(gòu)、表面特性、以及物理性質(zhì)必須與參考樣品非常接近，否則將容易產(chǎn)生誤差。

 

激光法獲得導(dǎo)熱系數(shù)

在閃光法獲得導(dǎo)熱系數(shù)的應(yīng)用中，對于公式

λ = α×ρ×Cp

式中，材料的熱擴(kuò)散系數(shù)由閃光法直接測量；

材料的體積密度由其他方法測量或計算得到；

材料的比熱可以通過查找文獻(xiàn)、其他方法測量或者同時利用閃光法方法測量得到；

 

從上可以看出，用激光法獲得的導(dǎo)熱系數(shù)的準(zhǔn)確度，將很大程度取決于比熱、密度的測量準(zhǔn)確度。