一种热光平面源方法来测量导热率.
Jeffrey L Braun1, Bryan N Baines1, John T Gaskins1
1Laser Thermal Analysis, Inc., 937 2nd St. SE, Charlottesville, Virginia 22902, USA.
The Review of scientific instruments
|July 2, 2025
概括
一种新的热光平面源 (TOPS) 技术准确地测量了材料的导热性. 这种多功能方法在固体,液体,凝和糊剂上工作,样本准备工作最小,提供直接的导热度测量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热物理 热物理
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 精确测量导热率对于材料特性和性能预测至关重要.
- 现有的方法往往需要大量的样品准备,特定的几何形状,或先前对材料特性 (如密度和特定热量) 的知识.
- 存在一种适用于各种材料状态的多功能,高通量技术的需求.
研究的目的:
- 引入和验证一种新的热光平面源 (TOPS) 技术来测量导热率.
- 证明该技术对各种材料的适用性,包括固体,液体,凝和糊.
- 建立TOPS作为一种直接测量热导率的方法,而不需要密度或特定热量数据.
主要方法:
- 利用激光加热来诱导材料的稳定状态温度升高.
- 采用红外热谱来精确测量得到的温度分布.
- 应用了富里埃传热定律,从测量的温度梯度和热量流量直接计算出热导率.
主要成果:
- 成功展示了测量热导电性的TOPS技术.
- 在广泛的导热率范围内,在室温下从0.03到60 Wm-1 K-1实现了精确的测量.
- 通过将其应用于固体,液体,凝和糊状物而未经修改,证实了该技术的多功能性.
结论:
- 热光平面源 (TOPS) 技术为确定材料导热率提供了一种直接,高效和多用途的方法.
- TOPS最大限度地减少了样本准备和几何约束,使其适用于高吞吐量分析.
- 这种技术消除了对材料密度和比热的预先了解的需要,简化了测量过程.


