Импульсный лазерный измеритель теплопроводности (лазерная вспышка) — это высокоточный прибор, предназначенный для определения коэффициента температуропроводности и теплопроводности высокотеплопроводных твердых материалов, таких как металлы, алмазы, графит и другие современные материалы.
Принцип работы основан на методе лазерной вспышки: на поверхность образца подается короткий импульс высокой энергии, после чего фиксируется рост температуры на обратной стороне образца. Время достижения половины максимального температурного отклика (half-rise time) используется в математической модели для расчета температуропроводности и теплопроводности.
Метод отличается высокой скоростью измерений, высокой точностью, широким температурным диапазоном и бесконтактным характером измерения, что делает его незаменимым для научных исследований, промышленного контроля качества и разработки новых материалов.
Применение
Прибор используется для измерения тепловых свойств следующих материалов:
(1) Металлы, сплавы и современные керамические материалы
(2) Графит, графен, карбид кремния, алмаз
(3) Высокотеплопроводные композиты и термоинтерфейсные материалы
Области применения:
(1) Исследования материалов в университетах и научных институтах
(2) Контроль качества в промышленном производстве
(3) Лаборатории разработки высокоэффективных материалов теплового управления
(4) Быстрое тестирование тепловых свойств в научных и промышленных задачах
Стандарты
(1) GB/T 22588-2008 — Метод определения температуропроводности и теплопроводности (метод вспышки)
(2) ASTM E1461-2022 — Стандартный метод определения температуропроводности твердых материалов методом лазерной вспышки
(3) GB/T 42919.4-2023 — Пластмассы. Определение теплопроводности и температуропроводности. Часть 4: метод лазерной вспышки
(4) ISO 22007-4:2017 — Пластмассы. Определение теплопроводности и температуропроводности. Часть 4: метод лазерной вспышки
Технические параметры
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Размер образца | Ø12.5 × 0.5–5 мм; 10 × 10 мм; толщина 1–5 мм |
| Диапазон теплопроводности | 0.1–2000 W/(m·K) |
| Диапазон температуропроводности | 0.1–1000 mm²/s |
| Точность | температуропроводность ±4%; теплоемкость ±5% |
| Температурный диапазон | комнатная температура; RT–200°C / 300°C / 500°C (опционально) |
| Точность температуры | ≤0.1°C (с защитой инертным газом при высоких температурах) |
| Скорость нагрева | ≥5 K/мин |
| Повторяемость | <±3% |
| Лазерный источник | до 15 Дж/импульс, длительность 0.1–10 мс, регулируемый |
| Лазерное пятно | регулируемое |
| Детектор | инфракрасный MCT-CT, воздушное охлаждение |
| Частота выборки | до 200 кГц |
| Система управления | PLC + Windows, полностью автоматическое управление |
| Питание | AC 220 В / 500 Вт |
Особенности
(1) Метод лазерной вспышки для высокоточного измерения температуропроводности
(2) Бесконтактный метод, подходит для малых образцов
(3) Быстрое измерение (комнатная температура до 500°C)
(4) Подходит для металлов, керамики, графита, алмаза, графена и SiC
(5) Расчет по специализированным математическим моделям
(6) Полная автоматизация: лазер, температура, сбор данных и отчет
(7) Возможность инертной газовой защиты для реакционноспособных материалов
Комплектующие
(1) Основной прибор
(2) Программное обеспечение для анализа данных
(3) Компьютер (Lenovo или по выбору заказчика)
(4) Эталонные калибровочные образцы (2 шт.)
(5) Графитовый спрей (импортный, 3 флакона)
Процедура испытаний
(1) Подготовить плоский образец с точной толщиной
(2) При необходимости нанести графитовое покрытие
(3) Установить образец в медный держатель и совместить с лазером и ИК-детектором
(4) Настроить параметры лазера и температуры в ПО
(5) Запустить измерение; система автоматически выполняет импульс
(6) Зафиксировать температурный отклик на обратной стороне
(7) Рассчитать температуропроводность и теплопроводность
(8) Сохранить и экспортировать отчет
Обслуживание
(1) Поддерживать чистоту оптической системы лазера
(2) Обеспечивать точное выравнивание держателя и детектора
(3) При необходимости обновлять графитовый спрей
(4) Поддерживать стабильное питание и условия окружающей среды
(5) Периодически проводить калибровку с эталонными образцами
Часто задаваемые вопросы
1. Какие материалы можно тестировать?
Прибор предназначен для металлов, сплавов, керамики, графита, графена, карбида кремния, алмаза и других высокотеплопроводных материалов.
2. В чем принцип метода лазерной вспышки?
Передняя поверхность образца нагревается лазерным импульсом, а по температурному отклику задней поверхности и времени полувыхода рассчитываются теплофизические свойства.
3. Какова точность измерений?
Точность температуропроводности ±4%, теплоемкости ±5%, повторяемость <±3%, точность температуры ≤0.1°C.
4. Требуется ли подготовка образца?
Да. Образец должен быть плоским и точно измеренным по толщине; прозрачные материалы требуют графитового покрытия для корректного поглощения лазера.
