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一起來了解激光導熱儀的測試誤差

點擊次數(shù):3850  更新時間:2017-08-30
  激光導熱儀測試導熱系數(shù)要求的樣品尺寸較小,測量范圍寬廣,除絕熱材料導熱系數(shù)測試以外,可測試絕大部分材料,特別適合于中高導熱系數(shù)材料的測量。除常規(guī)的固體片狀材料測試外,通過使用合適的夾具或樣品容器并選用合適的熱學計算模型,還可測量諸如液體、粉末、纖維、薄膜、熔融金屬、基體上的涂層、多層復合材料和各向異性材料等特殊樣品的熱傳導性能。但是激光導熱儀測試導熱系數(shù)也存在標準偏差。
  1.標樣的選擇
  標樣與樣品的熱物性是否相近,會對檢測結(jié)果造成很大影響。應(yīng)選擇與樣品熱物性相近且比熱值已知的參比物作標樣,再根據(jù)標樣的直徑和厚度制備樣品。如果不知道樣品的熱物性,可以先測出樣品的熱擴散系數(shù),再選擇標樣。
  2.樣品的結(jié)構(gòu)
  樣品內(nèi)部組成應(yīng)均勻一致,上下表面必須平行光滑,厚度均勻一致。樣品與標樣的表面結(jié)構(gòu)盡量一致,面積大小也應(yīng)相同,并使用同一規(guī)格的樣品托盤。因為材料的熱擴散系數(shù)與其厚度的二次方成正比,厚度值準確與否對熱擴散系數(shù)計算精度影響很大,試驗時應(yīng)用螺旋測微儀測量樣品中心部位的厚度。
  3.樣品和標樣表面石墨涂層的厚度
  樣品和標樣表面需用石墨進行涂覆,目的是增加表面對光能的吸收比與紅外發(fā)射率,且對透明或半透明樣品使光能僅在表層吸收并進行表層檢測,避免透射、深層吸收和深層檢測現(xiàn)象。樣品和標樣表面石墨涂層的厚度應(yīng)適度,既能保證表面均勻有效地遮覆,又不能太厚,否則對高導熱材料會降低熱擴散系數(shù),使測量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。對于透明的樣品,若石墨涂層不足以有效阻擋激光的透射,可考慮將樣品表面鍍金,但鍍金后的樣品仍需噴涂石墨,以提高樣品對激光能量的吸收。由于現(xiàn)有石墨噴覆是使用噴罐手動進行,其中確實存在一定的經(jīng)驗性。
  4.樣品的熱膨脹系數(shù)
  樣品在不同溫度下的熱膨脹系數(shù)直接影響到其密度,從而對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響??梢允褂孟到y(tǒng)的熱膨脹系數(shù)表對樣品的熱膨脹系數(shù)進行修正,如果樣品的熱膨脹系數(shù)較大,而系統(tǒng)中又沒有相應(yīng)的熱膨脹系數(shù)表,可以測出樣品在不同溫度下的熱膨脹系數(shù),再將其添加到系統(tǒng)中。如果測量溫度不太高或樣品的熱膨脹系數(shù)變化不大時也可近似認為不變。
  5.試驗時樣品是否處于正確位置
  在抽真空以及通氣過程中,樣品有可能偏離正確位置。由于激光導熱儀是利用激光脈沖照射樣品表面的,樣品位置的改變會對試驗結(jié)果產(chǎn)生很大影響。試驗前可以試打室溫下的閃射點,觀察樣品是否處于正確位置。
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