激光导热系数测试仪 发布时间：2024-09-25 15:24:53
一、测试设备
名称：耐驰LFA447闪光法导热系数仪
品牌：耐驰
可测量参数：热扩散系数
二、测试原理
在金鉴实验室，我们采用最先进的设备和技术，为您提供精确的导热系数测量服务。闪光导热仪LFA使用了瞬态法中的激光闪射法测量导热系数，这是发展最快、最具代表性、得到国际热物理学界普遍承认的方法。激光闪射法测量要求的样品尺寸较小，测量范围宽广，可测量绝热材料以外的绝大部分材料，特别适用于中高导热系数的测量。激光闪射法测量的是材料的热扩散系数，其基本原理如下图所示：
图中在一定的设定温度T下，由激光源或闪光氙灯在瞬间发射一束光脉冲，均匀照射在物体的下表面，使其表层吸收光能后温度瞬时升高，并作为热端将能量以一维热传导方式向上表面传播。使用红外检测器连续检测上表面中心部位的温升过程，得到类似于下图的温度（检测器信号）升高对时间的关系曲线：
通过计量图中所示的半升温时间
（定义为在接受光脉冲照射后样品上表面温度（检测器信号）升高到最大值的一半所需的时间），由下式：
（d为样品的厚度）
即可得到样品在设定温度T下的热扩散系数α。
对于实际测量过程中对理想条件的任何偏离，需使用适当的数学模型进行计算修正。
导热系数λ与热扩散系数α存在着如下的关系：
其中样品密度ρ一般在室温下测量，其随温度的变化可使用材料的线膨胀系数表进行修正；比热容Cp可使用文献值、差示扫描量热法（DSC）等其他方法测量，也可在闪光法仪器中使用比较法与热扩散系数同时测量得到。在已知温度T下通过以上热扩散系数α、比热容Cp与密度ρ的关系便可计算得到导热系数λ。
三、执行标准
ASTM 1461：Standard Test Method for Thermal Diffusivity of Solids by the Flash Method
ASTM 1461：激光闪射法测量固体热扩散率的标准试验方法
四、适用样品
金鉴实验室提供全面的材料测试服务：
金属、合金、塑料、陶瓷、橡胶、粉末、纤维（需压片）等均匀、各向同性的固体材料的导热性能。
五、送样需知
样品要求：质地均匀、表面光滑平整
尺寸大小：圆形，直径12.7mm或25.4mm，厚度0.01~6mm。
六、设备参数
温度范围：RT~300℃
热扩散系数范围：0.01~1000mm2/S
导热系数范围：0.1~2000W/m*K
样品直径：12.7mm或25.4mm（圆）
样品厚度：0.01~6mm
进样器：双样品位或四样品位的自动进样器
七、应用分析案例
金鉴实验室的专业团队通过实际案例分析，展示了我们对石墨烯和铝基材等材料导热系数的精确测量能力。
案例一：石墨烯测试水平方向导热系数
将石墨烯薄片裁剪成25.4mm的圆，设置在温度25℃测试条件下，采用“In-Plane”模式对石墨烯样品进行测试水平方向的热扩散系数，通过提前测试出样品的密度和比热容（或客户提供参考值），最终换算得到石墨烯样品的导热系数。
石墨烯样品
石墨烯样品的导热系数
案例二：铝基材测试垂直方向导热系数
将铝基覆铜板上的铝基材打磨裁剪成12.7mm的圆，设置在温度25℃测试条件下，采用“Single”模式对铝基材样品进行测试垂直方向的热扩散系数，通过提前测试出样品的密度和比热容（或客户提供参考值），最终换算得到铝基材样品的导热系数。
铝基材样品
铝基材的导热系数
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