激光法测试导热系数要求的样品尺寸较小,测量范围宽广,除绝热材料导热系数测试以外,可测试绝大部分材料,特别适合于中高导热系数材料的测量。除常规的固体片状材料测试外,通过使用合适的夹具或样品容器并选用合适的热学计算模型,还可测量诸如液体、粉末、纤维、薄膜、熔融金属、基体上的涂层、多层复合材料和各向异性材料等特殊样品的热传导性能。但是激光法测试导热系数也存在标准偏差。斯麦尔测试中心韩教授认为造成这种影响是多方面的,并以LFA427为例对误差进行分析。
1标样的选择
标样与样品的热物性是否相近,会对检测结果造成很大影响。应选择与样品热物性(热扩散系数、热容等)相近且比热值已知的参比物作标样,再根据标样的直径和厚度制备样品。如果不知道样品的热物性,可以先测出样品的热扩散系数,再选择标样。
2样品的结构
样品内部组成应均匀一致,上下表面必须平行光滑,厚度均匀一致。样品与标样的表面结构(光滑程度)尽量一致,面积大小也应相同,并使用同一规格的样品托盘。因为材料的热扩散系数与其厚度的二次方成正比,厚度值准确与否对热扩散系数计算精度影响很大,试验时应用螺旋测微仪测量样品中心部位的厚度。如果样品表面起伏或多孔,实际的表面积远大于表观面积,通常很难找到表面状态完全相同的参比物,因此一般不适合用LFA进行比热测试。
3样品和标样表面石墨涂层的厚度
样品和标样表面需用石墨进行涂覆,目的是增加表面对光能的吸收比与红外发射率,且对透明或半透明样品使光能仅在表层吸收并进行表层检测,避免透射、深层吸收和深层检测现象。样品和标样表面石墨涂层的厚度应适度,既能保证表面均匀有效地遮覆,又不能太厚,否则对高导热材料会降低热扩散系数,使测量结果产生较大偏差。对于透明的样品(如玻璃等),若石墨涂层不足以有效阻挡激光的透射,可考虑将样品表面镀金,但镀金后的样品仍需喷涂石墨,以提高样品对激光能量的吸收。由于现有石墨喷覆是使用喷罐手动进行,其中确实存在一定的经验性。
4样品的热膨胀系数
样品在不同温度下的热膨胀系数直接影
1标样的选择
标样与样品的热物性是否相近,会对检测结果造成很大影响。应选择与样品热物性(热扩散系数、热容等)相近且比热值已知的参比物作标样,再根据标样的直径和厚度制备样品。如果不知道样品的热物性,可以先测出样品的热扩散系数,再选择标样。
2样品的结构
样品内部组成应均匀一致,上下表面必须平行光滑,厚度均匀一致。样品与标样的表面结构(光滑程度)尽量一致,面积大小也应相同,并使用同一规格的样品托盘。因为材料的热扩散系数与其厚度的二次方成正比,厚度值准确与否对热扩散系数计算精度影响很大,试验时应用螺旋测微仪测量样品中心部位的厚度。如果样品表面起伏或多孔,实际的表面积远大于表观面积,通常很难找到表面状态完全相同的参比物,因此一般不适合用LFA进行比热测试。
3样品和标样表面石墨涂层的厚度
样品和标样表面需用石墨进行涂覆,目的是增加表面对光能的吸收比与红外发射率,且对透明或半透明样品使光能仅在表层吸收并进行表层检测,避免透射、深层吸收和深层检测现象。样品和标样表面石墨涂层的厚度应适度,既能保证表面均匀有效地遮覆,又不能太厚,否则对高导热材料会降低热扩散系数,使测量结果产生较大偏差。对于透明的样品(如玻璃等),若石墨涂层不足以有效阻挡激光的透射,可考虑将样品表面镀金,但镀金后的样品仍需喷涂石墨,以提高样品对激光能量的吸收。由于现有石墨喷覆是使用喷罐手动进行,其中确实存在一定的经验性。
4样品的热膨胀系数
样品在不同温度下的热膨胀系数直接影
