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热反射法薄膜导热仪的工作原理是什么?
更新时间:2024-08-13      阅读:561
  热反射法薄膜导热仪是一种用于测量薄膜、涂层或其他薄层材料热导率的仪器。这种技术特别适用于低热导率和厚度较小的材料,其工作原理基于瞬态热线源法,具体如下:
 
  1、热线源:热反射法薄膜导热仪中使用一根金属线作为热线源,这根线同时充当加热元件和温度传感器。线的一端连接着一个已知电阻的电阻器,另一端连接着测试样品。
 
  2、加热和测量:在测试开始时,通过热线源施加一个短暂的电流脉冲,使其产生热量。由于热线源的电阻随温度变化,通过测量其电阻的变化可以确定热线源的温度变化。
 
  3、热传播:热量从热线源沿着样品传播,导致热线源冷却。冷却速率取决于周围材料的热导率。高热导率的材料会更快地从热线源吸走热量,导致热线源冷却得更快。
 

热反射法薄膜导热仪

 

  4、温度记录:精确记录热线源的电阻(即温度)随时间的变化。通过分析这些数据,可以计算出热线源的冷却速率。
 
  5、数据分析:利用适当的数学模型,如一维径向热流模型,可以分析热线源的冷却曲线。通过与标准样品的冷却曲线对比,或者使用已知热导率的参考材料进行校准,可以确定未知样品的热导率。
 
  6、结果输出:最终,软件会根据测量数据和数学模型计算出样品的热导率,并将结果输出给操作者。
 
  热反射法薄膜导热仪的优点在于它能够快速、非破坏性地测量薄膜和小体积样品的热导率。此外,由于测量时间短,通常在几秒到几分钟之间,这种方法减少了环境对测量结果的影响,提高了测量的准确性。
 
  总的来说,热反射法薄膜导热仪提供了一种高效、精确的方式来测量薄膜材料的热传导性能,这对于材料科学、电子工程和能源领域的研究和应用至关重要。
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