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LDR-III 瞬態(tài)激光導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀（閃光法）(升級(jí)版)

一、概述：

本儀器適合于測(cè)量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)，依據(jù)國(guó)標(biāo) GB/T 22588 —2008《閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)》， ASTM E 1461-2022《閃光法測(cè)定熱擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)方法》，GBT 42919.4-2023 《塑料 導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定 第4部分：激光閃光法》，‌ISO 22007-4:2017。

閃光法是測(cè)量材料熱擴(kuò)散系數(shù)（α）并進(jìn)而計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)（λ）最為先進(jìn)、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。其核心優(yōu)勢(shì)在于測(cè)量速度快、溫度范圍極寬、材料適用性廣、非接觸以及樣品尺寸小。盡管在樣品制備、數(shù)據(jù)處理模型和λ的間接計(jì)算上有一定要求，但它已成為材料科學(xué)研究、工業(yè)質(zhì)量控制中不可或缺的熱物性測(cè)試工具。測(cè)試原理：薄的樣品受高強(qiáng)度短時(shí)能量脈沖的照射，樣品正面吸收脈沖能量使背面溫度升高，記錄背面 溫度變化，在接受光脈沖照射后樣品背面溫度升高到最大值的一半所需的時(shí)間(也叫半升溫時(shí)間），通過 專用數(shù)學(xué)模型利用計(jì)算機(jī)快速計(jì)算其熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)。

我公司自主研制的LDR型 瞬態(tài)激光法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀，獲得國(guó)家專利（證書號(hào)：13751552)。適用于陶瓷、金屬、合金、石墨、石墨烯、碳化硅、金剛石等材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試，有測(cè)量速度快、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的性價(jià)比滿足相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)、質(zhì)檢、研發(fā)的需求。

二、設(shè)備組成

1、脈沖激光器： 提供短時(shí)、高能量密度的光脈沖（常用激光源是紅寶石(紅可見光)、釹玻璃和釹釔鋁石榴石(近紅外光)，也可采用氙閃光源，波長(zhǎng)需要匹配樣品或涂層的吸收特性。

2、樣品室： 采純銅制造，提高反射率，降低發(fā)射率；提供可控的溫度環(huán)境，內(nèi)置精確控溫和測(cè)溫裝置（如熱電偶，鉑電阻）。

3、樣品架： 精確定位樣品，并加蓋防止樣品被激光打飛，確保激光均勻照射前表面，并與紅外探測(cè)器保持精確對(duì)齊。

4、紅外探測(cè)器： 快速、靈敏地檢測(cè)樣品上表面溫度隨時(shí)間的變化（常用冷卻型的 InSb, MCT 探測(cè)器）。

5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 高速采集卡，準(zhǔn)確記錄激光脈沖信號(hào)和紅外探測(cè)器信號(hào)的時(shí)間序列。

6、控制系統(tǒng)與軟件：

（1）控制激光器發(fā)射激光。

（2）控制樣品室溫度。

（3）采集和處理溫度數(shù)據(jù)。

（4）應(yīng)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算α和λ。

（5）存儲(chǔ)、顯示和分析結(jié)果。

7、光學(xué)系統(tǒng)： 用于引導(dǎo)、聚焦激光束到樣品前表面，并且能夠調(diào)整光斑大??；或?qū)?/span>樣品上表面輻射出的紅外波聚焦到紅外探測(cè)器上。

三、主要技術(shù)參數(shù)：

1、試樣尺寸范圍：Φ12.5×(0.5～5)mm,正方形=10x10mm，厚度 1~5mm；

2、導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量范圍：0.1～2000w/m.k；

3、熱擴(kuò)散系數(shù)：0.1～1000mm²/s；

4、測(cè)試精度：熱擴(kuò)散系數(shù)±4%，比熱容±5%；

5、試樣測(cè)試溫度范圍:室溫，室溫～200℃，室溫～300℃，室溫～500℃可選，溫度精度：≤0.1℃，高溫惰性氣體保護(hù)；

6、升溫速率：≥5K/min；

7、重復(fù)性：兩次測(cè)量偏差<±3%；

8、激光源：最大 15J/脈沖，軟件控制脈沖能量，脈寬：0.1～10ms連續(xù)可調(diào);

9、激光光斑：可調(diào)節(jié)光斑大小；

10、檢測(cè)器：紅外檢測(cè) MCT-CT，風(fēng)冷；

11、采樣頻率：最高200KHz；

12、PLC控制系統(tǒng)+Windows系統(tǒng)，采用全自動(dòng)測(cè)試軟件，快速準(zhǔn)確對(duì)樣品進(jìn)行試驗(yàn)過程參數(shù)分析和報(bào)告輸出；

         13、電源： AC 220V；500W。

四、注意事項(xiàng)

         1、‌樣品制備：‌ 需要制備平行、光滑、平整的薄片樣品。樣品厚度需要精確測(cè)量（是計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)）。

2、‌透明/半透明材料處理：‌ 前表面需涂覆吸收層，涂層本身的導(dǎo)熱性和厚度會(huì)對(duì)結(jié)果有影響，需要校正或選擇合適涂層。

3、‌導(dǎo)熱系數(shù)的間接性：‌導(dǎo)熱系數(shù)λ是通過熱擴(kuò)散系數(shù)α,樣品密度ρ,樣品比熱容Cp計(jì)算得來。

4、‌模型依賴性：‌ 計(jì)算結(jié)果依賴于所采用的數(shù)據(jù)處理模型。選擇和應(yīng)用合適的修正模型對(duì)精度至關(guān)重要。

‌           徑向熱損失：‌ 對(duì)于低熱擴(kuò)散材料或長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，樣品邊緣的熱損失不可忽略，需要在模型中修正。

            五、配置清單

         1、主機(jī)一臺(tái)。      

           2、分析軟件一套。

         3、聯(lián)想電腦一臺(tái)。

         4、標(biāo)樣二塊。

         5、石墨噴劑(進(jìn)口)三瓶。

典型用戶：中國(guó)工程物理研究院材料所

                                        太原理工大學(xué)

                                           中國(guó)石油大學(xué)