激光闪光法测量固体材料热扩散率的研究进展

基于瞬态原理的激光闪光法因其具有所用试样小、测试周期短等优点,在测量固体材料的热扩散率方面发挥了重要作用,应用较为广泛。根据近些年来在激光闪光法可测材料种类、关键技术问题以及优化和改进3个方面的研究进展,介绍了其应用情况,并分析总结了其研究重点、难点以及研究价值,最后讨论了激光闪光法存在的挑战和前景,为未来激光闪光法在更多领域的应用提供参考。     

激光闪光法测量材料热扩散率的漏热修正

采用激光闪光法测量材料的热扩散率，其中对漏热的修正目前主要有参数估计法、Cowan修正、ASTM修正三种方法。本文对这三种方法分别进行了介绍，并在中国计量科学研究院最新建立的激光热导仪上对PTB提供的标准试样奥氏体不锈钢进行测量，对测量结果利用这三种方法进行修正比较，发现这三种方法各有其优缺点以及各自适用的温度范围，为选择合适的漏热修正方法提供了依据。     

非稳态法测量材料热扩散率方法综述

非稳态法测量材料热物性具有测量周期短、测试方便等特点,因此得到迅速发展和广泛应用。本文主要阐述了目前比较常用的几种热扩散率的测量方法、特点、测量原理及理论计算公式,并对最具代表性和发展前景的激光闪光法的研究现状进行了介绍。     

激光闪光法测量材料热扩散率标准装置的研制

介绍了材料热扩散率测量标准装置的研制和实验方法,采用参考样品进行了比对,其测量扩展不确定度优于5%.     

基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置研究

介绍了基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置,利用脉冲激光对样品进行均匀加热,使样品内部产生一维热流,并通过红外探测器测量样品温升信号,采用立式真空加热炉控制测量温度环境,实现室温至1600℃的热扩散率测量。用该装置测量厚度为1. 1 mm,直径为10 mm的不锈钢样品,测量结果与PTB参考数据的偏差小于1%。     

激光闪光法热扩散率测量仪温度测量系统抗干扰措施研究

论述了激光闪光法热扩散率测量仪的工作原理,分析了装置中温度测量系统可能存在的干扰源,以及采取的抗干扰措施.通过比对试验,验证了所取得的实际应用效果.     

固体材料热扩散率测量系统研究

研制了基于激光闪光法的热扩散率测量装置,利用机械泵和分子泵对炉内抽真空,之后对炉膛进行加热,采用大功率脉冲激光仪激励被测样品,样品受激光照射的面温度升高,热量开始传导向另一面,红外探测器实时记录此温升变化过程,温升信号经放大器放大后转换成电压信号输入至采集卡,采集卡与电脑软件进行通讯,自行编写的测量软件实时计算处理数据,分析得到样品的热扩散率值。利用该系统对标准样品在300～1300℃温度范围内进行了实验,测量重复性小于0.85%。     

固体材料热扩散率测量系统的改进

介绍了中国计量科学研究院最新改进的固体材料热扩散率的闪光法测量系统。该系统中采用最新研制的放大器和具有缓存功能的N16123数据采集卡，并利用LabVIEW为开发工具，编写了一套使用方便、功能强大的数据采集处理软件，大大提高了数据采集和处理的速度。利用该系统在室温到1000℃的温度范围内，测量日本国家计量院提供的工业纯铁样品，测量重复性和修正重复性均小于0．8％。     

基于LabVIEW的热扩散率测量系统

对中国计量科学研究院的热扩散率测量系统的数据采集硬件进行了改进与提高,并以LabVIEW为主要开发工具,编写了一套新的数据采集处理软件,增加了频谱分析、数字滤波及各项实验数据修正等功能.与改进之前相比,该系统的测量重复性由2%提高到3 ‰,测量效率和准确度得到较大提高.     

热扩散率测量中激光非均匀加热的研究

激光闪光法是测量材料热扩散率的一种瞬态测量方法,是测量速度最快的方法之一,也是目前最受欢迎的方法之一.通过对闪光法测量装置中激光器输出光斑的实时探测,发现大能量下光斑分布的均匀程度明显优于小能量下的分布情况.通过设计实验,验证了光斑的这种分布情况以及激光非均匀加热对热扩散率测量结果确有一定影响.为此,特设计一套光学装置...     

石墨材料热扩散率的评价：微结构和热扩散率的关系

石墨材料热扩散率的评价——微结构和热扩散率的关系前言以往，关于固体的热扩散率，计量研究所一般采用瞬时激光法从室温到高温进行高精度的测定。本文介绍另一种关于热扩散率的测定方法，测量精度有所提高。即以组成试料的全部材料作为对象，由点到线和面开展测定。石墨...     

激光脉冲法研究半透明PI/SiO_2薄膜的热扩散率

激光脉冲法在应用于测量对实验探测波段红外线半透明的材料热扩散率时遇到了困难。文中提出了新的解决办法:即通过对理论探测曲线进行分析,并通过在实际探测曲线上的升温幅度和特征点计算得到了热扩散率,成功地解决了这一难题。在-73℃~290℃的范围内获得了对激光和红外线都是半透明的聚酰亚胺(PI)薄膜的热扩散率,并研究了室温下PI/SiO2复合材料的热扩散率随SiO2含量的变化规律。     

交流量热法测量SiO2薄膜的热扩散率

介绍了交流量热法测量薄膜热扩散率的原理和系统组建，用脉宽为纳秒级的超短激光脉冲作为热源，测量了Si衬底上厚度为100nm和500nm的SiO2薄膜水平方向上的热扩散率，实验结果表明该结构的热扩散率比SiO2体材料的要小，并且随着SiO2层厚度的减小，热扩散率也减少。     

应用于激光闪光法测量热扩散率装置的微弱信号放大调理技术研究

针对激光闪光法热扩散率测量装置中光伏型探测器输出信号微弱、易受干扰的问题,设计了微弱信号放大调理电路。应用输入保护环技术增强抗干扰能力,精选电子元器件提高测量准确度,应用开尔文开关技术实现自动切换功能避免导通电阻的干扰。经实验证明,本文研制的微弱信号放大调理电路具有较好的重复性、较小的波动度和长期稳定性,为激光闪光法热扩散率测量装置的应用提供了重要技术保障。     

材料热扩散率的非稳态测量与应用

热扩散率是材料热物性中一个非常重要的参数。在材料热扩散率的测试中,主要是利用非稳态方法进行测量。非稳态测量方法具有测量周期短、测试方便、结果准确等优点。主要对常用的5种利用非稳态测试材料热扩散率的方法进行了阐述,详细介绍了它们的工作原理、方法特点以及近几年来的科研成果。同时,列举了目前热扩散率测试的一些常用产品和相关测试标准。最后,对热扩散率测试的未来发展趋势进行了展望。     

半透光材料热扩散率测试的物理模型研究

建立了测试半透光材料热扩散率的物理模型,实际测试了牛角试样的热扩散率,并与传统的Ｐａｒｋｅｒ模型进行了比较。理论分析和测试结果表明该模型是正确的,具有广泛的适用性。     

样品厚度对热扩散率测量影响的实验研究

在中国计量科学研究院最新建立的高精度激光热导仪上,用直径为0.1 mm的K型热电偶作为测温元件,对五个不同厚度的316不锈钢样品进行了热扩散率测量的实验研究.实验结果表明,不同厚度样品的热扩散率并不相同,而是随着样品厚度的减小而降低.在对实验数据进行漏热和脉冲宽度修正后,所有测量数据均减小,而且所有数据接近于中间厚度的测量值.     

激光闪光法测定耐火材料导热系数的原理与方法

依据激光闪光法测定导热系数的理论基础和物理模型,推导了计算导热系数所需的热扩散系数和比热容两个参数的计算公式,从而阐述了该方法的原理。以美国安特公司产FLASH—LINE-5000型热扩散系数测定仪为例,介绍了激光闪光法测定导热系数设备的主要组成,并简要说明了该设备的操作步骤及导热系数的计算方法。