热导率激光闪射法测定

北检院检测中心  |  完成测试:次  |  2025-12-15  

热导率激光闪射法是一种用于精确测量材料热扩散系数和计算热导率的非接触式技术。该方法通过短脉冲激光辐照样品前表面,并监测后表面的温升过程,适用于各类固体材料的高温测试。检测过程需严格控制样品制备、表面处理及环境参数,以确保数据的准确性与重复性。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

热扩散系数测定:测量材料内部热量扩散速率的物理量,是计算热导率的关键参数,通过分析激光脉冲后样品背面的温升曲线获得。

比热容测定:确定材料单位质量升高单位温度所需的热量,通常需要结合差示扫描量热法数据用于热导率的最终计算。

热导率计算:基于测得的热扩散系数、比热容和材料体积密度,通过数学模型计算出材料的热传导能力。

样品均匀性评估:对同一样品不同区域进行多次测量,评估材料内部结构的一致性,确保测试结果的代表性。

温度依赖性研究:在不同设定温度下进行测量,分析材料热物理参数随温度变化的规律,通常从室温至超高温范围。

各向异性检测对于具有方向性结构的材料,分别测量不同方向的热扩散系数,研究其热传导的各向异性特征。

涂层与薄膜表征:针对表面涂层或薄层材料,采用特定模型修正边缘热损失效应,评估其界面热阻和本体热性能。

相变过程监测:在变温测试中识别热扩散系数或比热的突变点,用于分析材料的相变温度和相变潜热。

辐射热损失校正:在高温测量中,对因样品表面辐射造成的热量损失进行数学模型校正,提高高温段数据的准确性。

脉冲能量优化测试:通过调整激光脉冲的能量和持续时间,寻找最佳测试条件以避免样品过热或信号过弱。

数据拟合模型验证:采用不同的数学拟合算法处理温升曲线,比较结果差异以选择最适合特定材料类型的分析模型。

检测范围

金属及合金材料:包括钢铁、铝合金、铜合金等,评估其作为导热或隔热部件在高温环境下的热管理性能。

陶瓷与耐火材料:测量氧化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷的热导率,用于航空航天热障涂层和高温炉衬设计。

高分子聚合物:针对塑料、橡胶、复合材料基体等,分析其导热性能在电子封装和隔热领域的应用潜力。

碳材料与石墨制品:包括高取向热解石墨、碳纤维复合材料等,表征其高度各向异性的热传导特性。

半导体材料:用于硅、砷化镓、碳化硅等半导体晶圆的热扩散系数测量,关联其电子器件的散热效率。

建筑材料:对混凝土、保温泡沫、玻璃等建筑材料进行热性能评估,为建筑节能设计提供数据支持。

纳米结构与多孔材料:包括气凝胶、多孔陶瓷、纳米复合材料等,研究微结构对热量传递路径的影响。

地质与矿物样品:测量岩石、土壤等地质材料的热物性参数,应用于地热资源勘探和地质构造研究。

功能梯度材料:针对成分或结构呈梯度变化的材料,表征其不同位置的热性能连续变化规律。

储能相变材料:评估用于热能储存的相变材料在固液转变过程中的有效热导率变化行为。

检测标准

ASTME1461-13JianCeTestMethodforThermalDiffusivitybytheFlashMethod

ISO22007-4:2017Plastics—Determinationofthermalconductivityandthermaldiffusivity—Part4:Laserflashmethod

GB/T22588-2008闪光法测定热扩散系数或导热系数

ISO18755:2005Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)--Determinationofthermaldiffusivityofmonolithicceramicsbylaserflashmethod

JISR1611-1997精细陶瓷热扩散率激光闪射法测定方法

DINEN821-2:1997高级工业陶瓷整体陶瓷热物理性能第2部分激光闪射法测定热扩散系数

GB/T34211-2017蓝宝石晶体热扩散系数测试方法激光闪射法

ASTMC714-17JianCeTestMethodforThermalDiffusivityofCarbonandGraphitebyaThermalPulseMethod

ISO13826:2013Metallicandotherinorganiccoatings--Measurementofthermaldiffusivitybythelaserflashmethod

ENV1159-3Advancedtechnicalceramics-Ceramiccomposites-Thermophysicalproperties-Part3:Determinationofthermaldiffusivity

检测仪器

激光闪光热导仪:核心设备包含脉冲激光器、高温炉、红外探测器和信号采集系统,用于产生激光脉冲并记录样品背面温升曲线。

高温真空炉体:提供可控的高温测试环境,可在惰性气体保护或真空条件下进行测量,防止样品氧化并减少对流热损失。

红外探测器与采集系统:采用液氮冷却或室温型锑化铟探测器监测样品背面红外辐射强度变化,高速数据采集卡确保温升曲线的精确记录。

脉冲激光发生器:通常为钕玻璃或Nd:YAG激光器,产生能量可控的短脉冲照射样品前表面,脉冲宽度在毫秒至微秒量级。

样品支架与对中系统:由耐高温材料制成的样品支架确保精确定位,配备光学对中装置保证激光束垂直均匀照射样品中心区域。

温度控制系统:通过精密热电偶或红外测温仪实时监测并反馈炉体温度,实现测试温度的精确稳定控制与程序升温。

数据拟合分析软件:内置Cowan模型、Adiabatic模型等多种算法处理温升曲线,自动计算热扩散系数并进行辐射损失校正。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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