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激光法導(dǎo)熱系數(shù)測試儀:現(xiàn)代材料熱性能分析的高效工具


概述

激光法導(dǎo)熱系數(shù)測試儀是一種基于瞬態(tài)測量原理的高精度熱物性分析儀器,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、能源技術(shù)、電子封裝、航空航天等領(lǐng)域。該儀器通過激光脈沖照射樣品表面,利用紅外探測器記錄樣品背面溫度隨時(shí)間的變化曲線,從而計(jì)算出材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)。

上海和晟 HS-DR-6 激光導(dǎo)熱系數(shù)測試儀

工作原理

激光法導(dǎo)熱系統(tǒng)采用閃光法(Flash Method)測量原理。測試時(shí),一束短時(shí)激光脈沖均勻照射在樣品前表面,使其吸收能量后溫度瞬時(shí)升高。通過高靈敏度紅外探測器監(jiān)測樣品背面溫度隨時(shí)間的變化,獲得溫度-時(shí)間曲線。根據(jù)理論模型(通常采用Cowan模型或Parker模型)對曲線進(jìn)行分析,可計(jì)算出材料的熱擴(kuò)散系數(shù)α,再結(jié)合樣品的比熱容Cp和密度ρ,即可得到導(dǎo)熱系數(shù)λ(λ=α·Cp·ρ)。

技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)代激光法導(dǎo)熱儀具有多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢:測量速度快,單次測試僅需幾秒至幾分鐘;溫度范圍廣,精度高,導(dǎo)熱系數(shù)測量誤差可控制在±3%以內(nèi);樣品尺寸小,厚度1-10mm的圓片樣品;測試過程為非接觸式,不會對樣品造成破壞。此外,儀器還具備自動(dòng)樣品切換、真空環(huán)境控制、多參數(shù)同步測量等功能。

應(yīng)用領(lǐng)域

該技術(shù)特別適合測量金屬、陶瓷、復(fù)合材料、高分子材料等各種固體材料的導(dǎo)熱性能。在新能源領(lǐng)域,用于評估電池材料、熱電材料的熱特性;在電子行業(yè),用于芯片封裝材料的散熱性能分析;在航空航天領(lǐng)域,用于耐高溫材料的熱防護(hù)性能研究。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,激光法導(dǎo)熱儀已成為材料研發(fā)和質(zhì)量控制不可或缺的分析工具。

發(fā)展趨勢

未來激光法導(dǎo)熱技術(shù)將向著高精度、更寬溫度范圍、更小樣品測試能力方向發(fā)展。同時(shí),結(jié)合人工智能算法,提升數(shù)據(jù)處理能力和自動(dòng)化水平,使其能夠適應(yīng)更多新型材料的測試需求,為材料熱物性研究提供更加可靠的技術(shù)支持。

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