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HT-F825 导热系数和热扩散系数测定仪-激光闪光法 技术交流

文章由上海徽涛自动化设备有限公司提供测试流程遵循ASTM E1461国际标准:首先将Φ12.7mm×2mm的标准样品喷涂

文章由上海徽涛自动化设备有限公司提供

测试流程遵循ASTM E1461国际标准:首先将Φ12.7mm×2mm的标准样品喷涂石墨层以增强光吸收,置于样品架后抽真空至10⁻²Pa。激光脉冲(持续时间0.1-1ms)照射样品下表面,上表面温升曲线由HgCdTe探测器采集,经傅里叶变换和最小二乘法拟合得到半升温时间t₁/₂,最终通过α=0.1388d²/t₁/₂公式计算(d为样品厚度)。对于多层复合材料,需采用双曲线模型修正界面热阻影响。某实验室对316L不锈钢的测试数据显示,25℃时热扩散系数为4.02±0.12mm²/s,与文献值偏差仅2.3%。

导热系数和热扩散系数测定仪

相较于传统热流计法(误差±10%)和热线法(仅适用低导热材料),激光闪光法具有三大优势:一是测试周期短(单次测量<3分钟),二是适用温度范围广(-120℃至2000℃),三是可测各向异性材料。日本ULVAC公司开发的TC-9000型甚至实现了瞬态发射率同步测量。但该方法对样品制备要求严格,需保证平行度偏差<0.01mm,表面粗糙度Ra<1.6μm。对于透明材料,需通过磁控溅射制备200nm金膜;对于多孔材料,则要采用石蜡浸渍法减少散射干扰。当前技术前沿聚焦四个方向:一是超快测量系统开发,我国自主研制的HCF-300型高温激光导热仪已实现1600℃下±2%的测量精度,打破了国外技术垄断。

导热系数和热扩散系数测定仪

未来发展趋势将呈现三大特征:首先,模块化设计支持原位测试,如同步辐射光源联用研究相变过程;其次,标准化体系完善,ISO 22007-4新增了薄膜材料测试规范;最后,大数据平台构建,美国NIST建立的ThermoML数据库已收录超过12万组激光闪光法测试数据。随着5G基站散热材料、动力电池隔膜等新兴领域的需求激增,激光闪光法技术将持续推动材料热物性研究的深度发展。