導熱係數和（hé）熱擴散係數測定儀-激（jī）光閃光法（fǎ） 文章

　

導熱係數和熱擴散係數測定儀-激光閃光法

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一，設備介紹

激（jī）光閃光法是當今測量材料（liào）熱擴散係數（α）並（bìng）進而計算導熱（rè）係數（shù）（λ）最為先進（jìn）、應用最廣（guǎng）泛（fàn）的技術之一。其核心優勢在（zài）於測量速度快、溫（wēn）度範圍極寬、材料適用性廣、非接觸以及樣品尺寸小。盡管在樣（yàng）品製備、數據處理（lǐ）模（mó）型和λ的間接計算上有一定要求，但它已成為材料科學研究（新材料開發）、工業質量控製（如電（diàn）子（zǐ）散熱（rè）材料、航空航天熱障塗層、核材料、電池材（cái）料）中不可或缺（quē）的熱物性測試工具。理（lǐ）解其原理、過程和優缺點對於正確使用儀器（qì）和解讀數據至關重要。

 

二、關鍵性能參數

‌項（xiàng）目‌	‌參數要求‌
控製係統‌	PLC控製係統+Windows係統
操作界麵（miàn）‌	台式電腦，12代i3-121008G512G)23.8寸護眼大屏（píng），曲線展示，WiFi連接，中英文切換‌
激光元	紅外檢測器
試驗（yàn）環境（jìng）	標準推（tuī）薦（jiàn）在‌37°C±2°C‌的模擬生理環境（jìng）（如生理鹽水或其他符合ISO13779-1的模擬體液）中進行（háng）測試
標配	恒溫槽0-99°精（jīng）度±1°
加熱源	石（shí）英電爐
試樣尺寸（cùn）範圍	Φ12×(0.1-5)mm
溫度範圍‌‌	室溫到1200℃
導熱（rè）係數測量範圍	0.1～2000w/m.k
電腦	同時計算出熱擴散係數（導溫係數）、比熱容（róng）等多個熱參數
測試環境	惰性氣體
激光源功（gōng）率‌‌	200W可調‌
測試精度	±3%
可與通用計（jì）算機通訊	采用全自（zì）動測試（shì）軟（ruǎn）件，快速準確對樣品進行試驗過程參數分析和報告輸出
重複性	兩次測量偏差<±3%
打印機	嵌入式微型打印機
電源	AC220V±10﹪；50~60Hz；500W
外形尺寸	1200*820*1700mm

 

三，設備構成與特點（綜合（hé）性）‌

‌脈衝激光器：‌提供短時、高能量（liàng）密度的（de）光脈衝（常用Nd 激光器（qì））。波長需要匹配樣品（pǐn）或（huò）塗層的吸收特性。

‌樣品室/爐體：‌提供可控的溫度環境，內置精確控溫和測溫裝置（如熱電偶）。

‌樣品架：‌精確定（dìng）位樣品，確保激光均勻照射前（qián）表麵，並（bìng）與紅外探（tàn）測器保持精確（què）對（duì）齊（qí）。

‌紅外（wài）探測器：‌快速、靈敏地檢測樣（yàng）品後（hòu）表（biǎo）麵溫度（dù）隨（suí）時間的變化（常用液氮冷卻的InSb,MCT探測器（qì）或其他快速響應探測器（qì））。

‌數據采集係統：‌高速采集卡（kǎ），準確記錄激光脈衝（chōng）信號和紅外探測器信號的時間序列。

‌控製係統與軟件：‌

控製激光器發（fā）射。

控製樣品室溫（wēn）度（dù）。

采集和處（chù）理（lǐ）溫度數據。

應用（yòng）數學模型計算 α 和 λ。

存儲、顯示和分析結果（guǒ）。

‌光學係統：‌（可選/集成）用（yòng）於引導（dǎo）、聚焦激光束到樣品前表麵，或將（jiāng）後表麵（miàn）輻射聚焦到紅外探測器上。

 

四、主流設備與創新趨勢（shì）

‌技術升級方向‌

‌智能化‌：台式電腦、雲端數據管理‌。

 

 

五、合規（guī）性要求（核（hé）心標準）

測試標準：

‌ASTME1461-22，‌HB5484-2011，‌YS/T1257-2018，‌JC/T2370-2016

GBT42919.4-2023

‌ISO18755:2005

‌ISO22007-4:2017

‌GB/T22588-2008

GB/T10297

‌GB/T35965-2018；

‌GB/T32065.4-2020

 

六、激光閃光法的局限（xiàn）性和注意事項

‌樣（yàng）品要求高：‌需要製（zhì）備平行、光滑、平整的薄片樣品。樣品厚度需要（yào）精確測量（是計算的關鍵（jiàn）參數）。

‌透明/半透明材料處理：‌前表麵需（xū）塗覆吸收層，塗層（céng）本身的導熱性和厚度會對結果有影響，需（xū）要校正或選擇合適塗（tú）層（céng）。

‌導（dǎo）熱係數λ的間接性：‌ λ 是（shì）通過 α, ρ, Cp 計算得（dé）來（lái）。ρ 和 Cp 的測量誤差會傳遞到 λ 的誤差中（zhōng）。Cp 通常（cháng）需要由其他（tā）設備（如DSC）測量（liàng），或在相同設備上通過比較法（與已知熱性能的參考（kǎo）樣品對比）獲得。

‌模型依賴性：‌計（jì）算結果依賴（lài）於所采用的數據處理模型。選（xuǎn）擇和應用合（hé）適的修正模（mó）型對精度至關重要。

‌徑向熱損失：‌對（duì）於低熱（rè）擴散材料或長時（shí）間測量，樣（yàng）品邊緣的熱損失不可忽略，需（xū）要在模（mó）型中（zhōng）修（xiū）正。

‌薄層/薄（báo）膜測（cè）量挑戰：‌測（cè）量（liàng）非常薄的樣品（<100μm）對激光脈衝（chōng）寬（kuān）度、探測器（qì）響應速度（dù）和（hé）樣品製備（bèi）精度要求（qiú）非常高。

 

七，配置（zhì）清（qīng）單

主機1台；

測試軟件1套；

說明書1份;

合格證1份;

保修卡1份;

簽收單1份;

銘牌（pái）1塊（kuài）;

電源線1根;

扳手1套;

宣（xuān）傳冊若幹;

恒溫槽1台

 

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