超短脉冲闪光法薄膜热性能测定仪

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  • 上海拓精工业测定仪器有限公司
    上海拓精工业测定仪器有限公司，是一家具有独立进出口权的股份制责任有限公司，公司成立于2004年，公司自成立以来致力于不断提高品质检测水平并秉承“诚信合作，专业经营，服务第一”的经营理念， 公司员工专业化，技术人员经验丰富。我们还吸取了日本及欧美国家一些优秀公司的先进技术理念，利用坚实的技术基础，提供准确可靠的产品售前售中和售后服务；主要为汽车制造、航天航空业、第三方实验室、国家检测机构、高校院校研究所、化工制药、医疗、能源等领域提供品质检测仪器设备、非标自动化检测设备及相关技术服务。 拓精仪器是一家专业实验室检测分析仪器研发、生产、销售一体化股份制有限公司并同时代理国际一线品牌检测分析仪器，主要产品：实验室分析仪器、动态分析检测仪器、光学检测分析仪器、材料试验机、X- ray检测分析仪器、环境试验箱实验箱、实验室设备及工业仪器设备及耗材同时也为广大客户提供实验室综合解决方案服务！公司的产品在众多行业领域迅速推广并得到客户的认可，公司将不断的把世界最先进的检测设备及工业制造设备以最直接最快捷的方式传达给我们的客户，并帮助我们的客户提高产品检测能力和制造工艺。
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  • 济南三泉中石实验仪器有限公司 金牌3年
    400-860-5168转3947
    公司简介 济南三泉中石实验仪器有限公司（注册品牌：Sumspring三泉中石），是一家专注于包装材料检测仪器研发和销售的高科技创新企业，公司成立于2007年，专注于为质检药检系统、食品行业、药品行业、包装印刷行业、胶黏剂行业、家电行业等提供一流包装材料科学试验仪器和全面质量控制解决方案。 Sumspring三泉中石技术团队一直自主研发、创新、生产，仪器除满足国内使用之外，更是兼顾ISO、ASTM、TAPPI等多种国际标准规范要求。公司拥有独立的进出口权，产品出口全球25个国家和地区。多项新技术、新发明获得专利证书，拥有完全的自主知识产权。同时，顺利通过ISO 9001:2008质量体系认证，并获得软件著作权等多项权威认证。济南三泉中石实验仪器有限公司实验室 Sumspring实验室拥有专业技术服务人员，配有自主研发的40余台先进的仪器设备、测试附件工具等，不但能够客观、公正为客户提供准确、可靠的检测数据，还为各院校、科研单位、大中企业建立了学习交流、实习平台。 10年的发展，三泉中石一直秉承着与客户共赢的经营理念，不断提升产品质量和服务水平。我们为生产企业建立产品质量风险管控体系，帮助政府监管部门完善相关标准法规。我们还关注国际先进的包装检验方法，致力于将其引进到中国，帮助国内企业和政府部门更好的提升产品质量和管理水平。为中国的食品药品包装质量安全做出贡献。三泉中石Sumspring 主要产品介绍：1、 薄膜软包装检测仪器：济南三泉中石薄膜复合包装检测仪器包针对薄膜复合包包装行业研发生产，适用于各种包装袋的密封性、拉伸、剥离强度、热封强度、厚度、摩擦系数、抗冲击、穿刺、耐撕裂等指标检测，相关产品：薄膜拉伸强度试验仪、智能电子拉力试验机、智能密封仪 (正压)、密封性测试仪、多通道密封检漏仪、热封试验仪、摩擦系数仪、摩擦系数/剥离试验仪、撕裂度测试仪(埃莱门多夫法)、智能摆锤冲击仪(薄膜)、薄膜摆锤冲击试验机、自由落镖冲击试验仪、测厚仪、金属镀层测厚仪、包装耐压强度测试仪、热收缩性试验仪、提袋疲劳试验机、口红折断力测试仪、圆盘剥离试验机、迁移池。2、药包材玻璃瓶检测仪器：药包材检测仪器包含了针对药品包装、药用玻璃瓶、塑料瓶、铝箔、预灌封、注射器、注射针等产品进行穿刺力、破裂强度、开启力、连接力、滑动性、耐内压力、偏光应力等物理性能测试仪器，相关产品：微泄漏密封性测试仪（真空/压力衰减）、微泄漏密封性测试仪(压力衰减)、微泄漏密封性测试仪(真空衰减)、高压放电法密封性测试仪、密封性测试仪 (负压)、智能密封仪(色水法/微生物侵入)、安瓿瓶折断力测试仪、玻璃瓶垂直载荷测试仪、玻璃瓶耐内压测试仪(双工位)、玻璃瓶耐内压力试验机、玻璃瓶抗冲击试验仪、玻璃瓶耐热冲击试验仪、壁厚测厚仪、智能偏光应力仪、偏光应力仪、医药包装撕拉力测试仪、自动旋盖测力仪、自动扭力测试仪、瓶盖扭矩仪、电子轴偏差测量仪、热封试验仪、落球中击试验机(硬片)、全自动耐破强度测试仪(药用铝箔)、铝箔针孔度测试仪、涂层连续性测试仪、玻璃耐碱测试装置、输液袋渗透性试验仪、穿刺力测试仪、医用针管韧性测试仪、医用针管刚性测试仪、鲁尔圆锥接头综合测试仪。3、卫生用品纸张纸板检测仪器：纸张纸板检测仪器包含了针对纸张纸板厚度、耐破强度、边压强度、平压强度、粘合强度、空箱抗压等检测项目的仪器，通过以上测试，可以了解到纸箱的性能，为企业包装设计提供可靠数据依据。相关产品：纸尿裤吸收性能测试仪、吸收速度测试仪、背胶剥离强度测试仪、柔软度测试仪、纸张柔软度测试仪、自动吸水倍率测试仪、纸尿裤渗透性测试仪、掉粉率测定仪、球型耐破试验机、纸箱抗压试验机、自动型耐破强度试验机(纸板)、卧式抗张强度试验机、纸张撕裂度测定仪、纸张吸水率测定仪、微电脑弯曲挺度测试仪、剥离/抗张测试仪、电子压缩试验仪、白度测定仪、定量取样器、可勃吸收性测定仪、尘埃度测试仪、暗箱式紫外分析仪、摩擦试验机、纸杯杯身挺度测试仪(双探头)。4、胶粘制品检测仪器：贴膏剂胶粘制品检测仪器包含了针对压敏胶粘带,不干胶标签,医用胶带 ,药典贴膏剂等产品进行滚球法初粘性,高温持黏力,180度剥离强度,厚度,拉伸强度,黏着力等粘性测试项目的检测仪器。相关产品：PC型电子拉力试验机、贴膏剂黏着力测试仪、180°剥离强度试验机、持粘性测试仪、持粘力测试仪(胶带)、恒温持粘性测试仪、初粘性测试仪、环形初粘性测试仪、胶粘带压滚机(电子压辊试验机)、阻水性测试仪。
    主营产品： 附着力测试仪   拉力试验机   压力试验机  
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  • 献县中正试验仪器销售处
    中正试验仪器销售处坐落于试验仪器之乡，专业于新标准仪器开发，依据国家标准最新研发电工套管检测设备、塑料管材检测设备、电气安装导管检测设备、砌墙砖检测设备、混凝土试验仪器、水泥砂浆试验仪器、公路土工试验仪器、防水卷材试验仪器。主要产品有电工套管量规、塑料管材划线器、电工套管压力试验机、电工套管冲击试验机、电工套管弯曲试验机、水平垂直耐燃烧试验机、氧指数测定仪、电缆用导管耐热试验装置、电缆导管弯曲试验机、砌墙砖试模、砌墙砖磁力振动台、砌墙砖搅拌机等电工套管、电缆用导管、电气安装用导管及塑料管材检测、砌墙砖试验设备，生产要求符合JG3050-1998国家标准，适用于建筑物或构筑物内的塑料绝缘电工套管的内外径的检测，抗压性能，抗冲击性能，弯曲性能，弯扁性能，耐热性能，阻燃性能测定，氧指数测定、电气性能的测定及GBT 6671-2001塑料管材纵向回缩率测定。砌墙砖试验设备符合GB20544-2010、GB/T2542-2012等标准。我们可为公路、铁路、桥梁、搅拌站、市政、大专院校、工程质量检测中心提供试验室全套试验仪器与检测仪器设备。
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  • FlashSENS激光闪光光解光谱仪 400-628-5299
    FlashSENS激光闪光光解光谱仪FlashSENS 激光闪光光谱仪是卓立汉光公司开发的用于研究分子激发态行为，特别是反应历程的分析工具。该系统使用的激光闪光光解技术是基于动力学和瞬态光谱的检测，用来研究光化学、光生物学、光物理学体系中通过激光激发诱导产生的单重态、三重态的激发态分子，价键重排后的自由基和电子（质子）转移产生的正、负离子等瞬态中间体，探讨这些瞬态中间体的产生和衰退时间及各种性质和影响因素。FlashSENS 激光闪光光谱仪应用领域涵盖光化学（photochemistry）、光生物学（photobiology）、光物理学（photophysics）等多学科领域，主要应用包括： 分子内、分子间能量转移、电荷转移 电子能级跃迁、振动弛豫 电荷（空穴）转移（注入）时间 多激子效应(MEG)和俄歇复合 激发态吸收 染料敏化太阳能电池电子转移 半导体材料光催化电子转移 非线性光吸收 半导体载流子动力学 双光子或多光子吸收 单线态-三线态电子交换 单碳纳米管的光物理 量子点的能量转移和电子迁移的竞争 配合物同分异构体分析 CdSe/PbS量子点的非线性吸收 富勒烯衍生物太阳能电池性能 金属配位化合物的光物理 …… 激光闪光光解光谱仪系统特点： ■ 一体化的光学调校，系统性能更稳定■ 时间分辨率：7ns （可选：3ns Ultra Fast） ■ 内置超连续白光作为探测光，相比传统脉冲氙灯光源具有更高的探测效率■ 探测光点：5mm ■ 探测光光谱范围：190-2100nm ■ 适合于固体、液体等多种样品形态的样品架和测量光路■ 全自动测量操作，开机即用，操作简便■ 可升级至瞬态光电流、瞬态光电压测试系统 激光闪光光解光谱仪技术规格： SZ900-KM SZ900-SM 测量模式动力学测量模式光谱测量模式光谱范围300-1100nm 200-850nm 灵敏度* 0.05mOD 0.00024OD 泵浦激光单波长Nd:YAG激光器，1064nm，532nm，355nm，266nm 可调谐OPO激光器UV-NIR，210-2400nm 探测光源类型基于LDLS的超连续白光光源模式连续光谱范围190-2100nm 单色仪/光谱仪型号Omni-λ300i 焦距300mm 狭缝0.01-3mm连续可调，自动控制光谱范围330-2400nm（可扩展） 光谱分辨率优于0.1nm@1200g/mm 优于0.6nm@300g/mm 探测器类型标准硅探测器铟镓砷探测器ICCD 光谱范围300-1100nm 900nm~1600nm 180-850nm 暗电流0.5nA0.1nA 带宽45MHz 10MHz门宽- 7ns （可选3ns Ultra Fast）有效像素- 960*256像面尺寸- 25*6.7mm制冷温度- -25°C激光闪光光解光谱仪系统选型表 型号说明SZ900-KM 动力学测量模式，标准硅探测器，系统不包括激光器SZ900-SM 光谱测量模式，ICCD，系统不包括激光器SZ900-KSM 动力学+光谱双测量模式，标准硅探测器、InGaAs任选一种+ICCD，系统不包括激光器
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    厂商： 北京卓立汉光仪器有限公司
    品牌： 卓立汉光/ZOLIX
    型号： FlashSENS
    价格： 60万元
  • 超短脉冲闪光法薄膜热性能测定仪 400-860-5168转3383
    超短脉冲闪光法薄膜热性能测定仪 一、简介薄膜热性能测试一直是材料热物理性能测试技术的重要内容之一。随着电子行业的发展，新出现了各种新型的高导热材料，如石墨烯导热薄膜等。这些新型高导热薄膜材料的出现使得以往常用的激光脉冲法测试设备已经无法满足要求，这主要是由于普通形式激光脉冲法热性能测试设备激光脉冲宽度（几十微秒～几百微秒）相对于薄膜厚度和薄膜热扩散率而言已经很宽，已经无法满足激光脉冲法测试模型的边界条件要求，这就是目前各种高导热薄膜材料热性能测试误差较大的最主要原因。尽管很多厂商在传统宽激光脉冲热性能测试设备上采用了脉宽修正技术，但经过证实，这种脉宽修正技术对于微米量级的薄膜材料热性能测试还是存在很大误差。为了准确有效测量各种厚度微米量级薄膜材料的热性能参数，上海依阳公司依据经典的激光脉冲法，采用超短脉冲激光器和超高速红外探测器及数据采集系统，推出了超短激光脉冲法薄膜热性能测定仪，将加热试样的激光脉冲宽度缩短三个数量级到几个纳秒，而试样背面温升探测器也同时采用高速红外探测器。 二、特点（1）超短激光脉冲 采用YAG单脉冲激光器，波长1.06μm，激光光斑直径6mm，激光脉冲宽度5～7ns，激光能量可调最大为450mJ。采用超短激光脉冲进行薄膜材料的热扩散率测试，实现了激光加热脉冲时间远小于高导热薄膜样品内温度传播特征时间，满足了激光脉冲法测试模型的要求。 对于薄膜材料，普通激光脉冲法测试设备中的宽激光脉冲会给薄膜试样带来损伤，损伤厚度会达到微米量级，这会严重改变被测薄膜试样自身的热性能参数，而超短激光脉冲则规避了这个问题，由此可以实现更加真实和准确的薄膜材料热性能参数测试，解决了厚度为微米量级薄膜材料厚度方向的热性能测试难题。 另外，激光器采用全封闭式的内循环水冷系统，外循环采用风冷技术，避免了外接冷却水的麻烦。（2）高速背面温升测量采用光伏型液氮冷却碲镉贡红外探测器测量激光脉冲照射后薄膜试样背面的温度快速上升，探测器峰值响应波长为10um，响应时间为10ns，光敏元直径1mm。采用红外增透的锗透镜将直径6mm试样区域的背面温升红外信号聚焦到探测器光敏元上，配合响应的前置放大器和数据采集器获得完整的薄膜试样背面温升曲线。整个放大器和数据采集器放置在电磁屏蔽盒内降低激光发射时对信号的干扰。 三、技术指标（1）试样材料：各类无机、有机及复合薄膜材料 （2）测试参数：热扩散率、导热系数 （3）温度范围：-50℃～200℃（循环加热制冷器，更高温度可达1000℃采用电阻加热炉） （4）测量精度：≤±3%（室温以上），≤±5%（室温以下） （5）试样尺寸：直径φ13～16mm，试样厚度0.9μm～500 μm （6）激光器脉冲宽度：8ns （7）背温探测器：光伏型液氮制冷碲镉贡红外探测器 （8）探测器采样速度：5ns （9）测试环境：空气/真空/惰性气氛 四、普通激光闪光法测试设备测试薄膜材料结果和分析（1）不同厚度金属试样的测试结果相关文献：Peter Schoderb?ck, Hermann Klocker, Lorenz S. Sigl, Gernot Seeber “Evaluation of the Thermal Diffusivity of Thin Specimens from Laser Flash Data”, International Journal of Thermophysics, April 2009, Volume 30, Issue 2, pp 599-607. 测试设备：德国耐驰公司的LFA 457 MicroFlash，激光脉冲宽度：0.33ms。 测试试样：铂、铜、钼、钨、银和钛 试样状态：圆片状试样，直径为12.7mm，试样的两个平面进行抛光处理并保持很好的平行度，并在测试前对试样表面涂敷石墨， 测试温度：（25.8 ± 0.2）℃。 测试数据处理：热扩散率计算采用Cowan模型中所包括的脉冲修正，每个测试结果都是五次重复测量的平均值。 文献报道采用LFA457 MicroFlash测试6中不同金属材料热扩散率随试样厚度变化结果 文献报道中钼、钛和银三种试样不同厚度时热扩散率测试结果与公认值之间的相对误差变化情况 文献报道中铂、铜和钨三种试样不同厚度时热扩散率测试结果与公认值之间的相对误差变化情况 采用国产普通激光闪光法测试设备测试不同厚度SiC热扩散系数结果测试结果分析：（a）从以上测试结果可以看出，对于较厚试样，热扩散率测试结果基本保持为常数，并与公认值相差在1%以内。（b）对于较薄试样，热扩散率越大，试样厚度越薄，测试相对误差就越大。对银和铜这类高导热高热扩散率材料，尽管采取了脉宽修正措施，但测试相对误差还是达到了50%以上。（2）激光闪光法测试薄膜材料过程中激光脉宽误差分析从以上常用激光脉冲法测试结果中可以看出，采用脉宽几十至几百微秒的激光脉冲，尽管采用了脉宽修正技术，但由于无法准确描述出每次激光发射的脉冲波形函数并进行响应的准确计算和修正，薄膜热扩散率测试还是存在极大误差。虽然最近有些厂家推出了更窄脉冲的激光闪光法测试设备，激光脉冲宽度范围为20～1200us，最窄脉冲宽度达到了20微秒，但对薄膜热扩散率系数测试精度并未产生根本的改善。按照激光脉冲法测试模型，明确要求激光脉冲宽度在满足 τ0/tc 0.02 的情况下，测试结果能够控制在1%误差以内。其中 τ0 为激光脉冲宽度，单位秒；tc 表示特征时间，定义为 tc =(L /π )2α-1 。那么对于热扩散系数为 174mm2/s 厚度为0.1mm的纯银，其 tc 为5.83微秒。如果选取最小激光脉冲宽度20微秒，那么 τ0/tc 为3.4，还是远远大于0.02。由此可见，就算是采用了20 微秒的激光脉冲宽度，还是会引起很大测量误差。但如果选择8纳秒的超短脉冲激光，则 τ0/tc 为0.0014，远远小于0.02，完全符合激光闪光法测试标准要求。五、超短脉冲闪光法薄膜热性能测定仪测试几种薄膜材料热扩散率采用超短脉冲激光法测试几种薄膜的热扩散率，测试温度范围为-55℃～250℃。在低于-55℃温度后，响应的红外辐射波长已经超出了现有探测器的敏感波段范围，红外探测器对温升信号不敏感，无法检测到响应的背温信号，更低温度下的热扩散率测量需要采用不同波段范围的红外探测器。采用超短脉冲闪光法测试厚度57.5微米纯铜薄膜在不同温度下的热扩散系数结果。图中纯铜薄膜测试结果的相对误差限为±2%，测试结果拟合曲线为为温度的二次多项式方程。从结果可见，对于高导热薄膜材料的测试，采用超短脉冲闪光法可以得到更高的测试精度。采用超短脉冲闪光法测试厚度41.5微米纯镍薄膜在不同温度下的热扩散系数结果图中纯镍薄膜测试结果的相对误差限为±5%，测试结果拟合曲线为为温度的二次多项式方程。从结果可见，对于导热系数或热扩散率系数不是很高的一般金属薄膜材料的测试，采用超短脉冲闪光法也可以得到很高的测试精度。采用超短脉冲闪光法测试厚度25.0微米渗碳聚酰亚胺薄膜在不同温度下的热扩散系数结果图中渗碳聚酰亚胺薄膜测试结果的相对误差限为±3%，测试结果拟合曲线为为温度的二次多项式方程。从结果可见，对于导热系数或热扩散率系数不是很高的非金属薄膜材料的测试，采用超短脉冲闪光法也可以得到很高的测试精度。
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    厂商： 上海依阳实业有限公司
    品牌： 依阳/EYOUNG
    型号： ULP-02
    价格： 80万 - 100万元
  • 耐驰脉冲激光热反射法薄膜导热仪NanoTR / PicoTR 400-860-5168转3993
    热反射（Thermo-Reflectance）方法基于超高速激光闪射系统，可测量基片上金属、陶瓷、聚合物薄膜的热物性参数，如：热扩 散系数、导热系数、吸热系数（Thermal Effusivity）和界面热阻。由于激光闪射时间仅为纳秒（ns）量级，甚至可达到皮秒（ps） 量级，此系统可测量厚度低至 10nm 的薄膜。同时，系统提供不同的测量模式，以适应不同的基片情况（透明 / 不透明）。 NETZSCH TR 特性：• 该方法符合日本国家标准：• JIS R 1689：通过脉冲激光热反射方法测量精细陶瓷薄膜的热扩散系数；• JIS R 1690：陶瓷薄膜和金属薄膜界面热阻的测量方法 。发展简史1990 年，日本产业技术综合研究所/日本国家计量院（AIST/NMIJ）发明热反射法，测量薄膜导热性能。2008 年，AIST 设立 PicoTherm 公司。2010 年，PicoTherm 公司推出纳秒级热反射系统 NanoTR。2012 年，PicoTherm 公司推出皮秒级热反射系统 PicoTR。2014 年，PicoTherm 公司和 NETZSCH 公司建立战略合作。由 NETZSCH 负责 PicoTherm 产品在全球的销售和服务。技术背景激光闪射法 -最主流的材料热扩散系数测试方法在现代工业中，关于材料的热性能、特别是热物理性能的相关知识变得日益重要。在这里我们可以举出一些典型领域，例如应用于高性能缩微电子器件的散热材料，作为持续能源的热电材料，节能领域的绝热材料，涡轮叶片中所使用的热障涂层（TBC），以及核工厂的安全操作，等等。在各种热物性参数之中，导热系数显得尤其重要。可以使用激光闪射法（LFA）对材料的热扩散系数/导热系数进行测定。这一方法经过许多年的发展已广为人知，可以提供可靠而精确的数据结果。样品的典型厚度在 50um 至 10mm 之间。NETZSCH 是一家世界领先的仪器制造厂商，提供一系列的热物性测试仪器，特别是激光闪射法导热仪。这些 LFA 系统在陶瓷，金属，聚合物，核研究等领域得到了广泛应用。热反射法 -测试厚度为纳米级的薄膜材料的热扩散系数随着电子设备设计的显著进步，以及随之而来的对有效的热管理的需求，在纳米级厚度范围内进行精确的热扩散系数/导热系数测量已经变得越来越重要。日本国家先进工业科学与技术研究所（AIST），在上世纪 90 年代初即已响应工业需求，开始研发“脉冲光加热热反射法”。于 2008 年成立了 PicoTherm 公司，同时推出了纳秒级的热反射仪器“NanoTR”与皮秒级的热反射仪器“PicoTR”，这两款仪器可对薄膜的热扩散系数进行绝对法的测量，薄膜厚度从数十微米低至纳米级范围。2014 年，NETZSCH 日本分公司成为了 PicoTherm 公司的独家代理。与我们现有的 LFA 仪器相结合，NETZSCH 现在可以提供从纳米级薄膜、到毫米级块体材料的全套的测试方案。为什么需要测试薄膜？薄膜的热性能与块体材料的热性能不同纳米级薄膜的厚度通常小于同类块体材料典型的晶粒粒径。由此，其热物理性能与块体材料将有着显著的不同。测量模式超快速激光闪射法 -RF 模式：后部（Rear）加热 / 前部（Front）探测可测试热扩散系数与界面热阻纳米级薄层与薄膜的热透过时间极短，传统的激光闪射法（LFA）使用红外测温，采样频率相对较低，已不足以有效地捕捉纳米级薄膜的传热过程。因此需要一种新的更快速的检测方式，可以克服经典的激光闪射法的技术局限。这一被称为超快速激光闪射法的技术，其典型模式为后部加热/前部探测方法。这一方式的测量结构与传统的 LFA 方法相同：样品制备于透明基体之上，测量方向为穿过样品厚度、与样品表面垂直。由加热激光照射样品的下表面，由探测激光检测样品上表面的传热温升过程。随着样品检测面的温度逐渐上升，其表面热反射率会相应发生变化。使用探测激光按一定采样频率对检测面进行照射，利用反射率的变化可获取检测面的温度上升曲线。基于该曲线进行拟合计算，可得到热扩散系数（如下图所示）。这里，金属薄膜（Mo）的热扩散系数测量结果为 15.9 mm2/s。时间域热反射法 -前部加热 / 前部探测（FF）测定热扩散系数与吸热系数除了 RF 方法之外，测量也可以使用前部加热/前部探测（FF）的结构进行。“Front”一词这里指的是沉积于基体上的薄膜的外表面，而“Rear”一词指的是薄膜与基体接触的一面。在 FF 测量配置中（如下图所示），加热激光与探测激光处于样品的同一面。加热激光加热的是薄膜的前表面的一个直径为几十微米的区域，探测激光则指向同一位置，观察在照射之后表面温度的变化。这一方法可以应用于非透明基体上的薄层材料，即 RF 方法不适合的场合。在下图的示例中，使用 FF 模式，金属薄膜（Mo）的热扩散系数测量结果为 16.1 mm2/s。结果证明了 RF 与 FF 模式之间结果高度的一致性（偏差2%）。NanoTR 原理NanoTR 具有先进的信号处理技术，可以进行高速的测量。测试过程中，一束脉冲宽度 1ns 的激光脉冲被周期性（间隔20us）地照射到样品的加热面上。使用探测激光记录检测面相应的温度响应。通过在极短时间内进行大量的重复测试，对重复信号进行累加，可以获得优异的信噪比。通过软件，仪器可以方便地在 RF 与 FF 两种测试方式之间进行切换，由此适合于各种类别的样品。NanoTR 遵从 JIS R 1689，JIS R 1690 标准，提供具有热扩散时间标准值的薄膜标样（RM1301-a），使结果具有 SI 可回溯性。该标样由 AIST 提供。PicoTR 原理对于皮秒级热反射分析仪 PicoTR，照射到样品的加热面上的是脉冲宽度仅为 0.5ps 的激光脉冲，重复周期为 50ns。使用探测激光，记录检测面相应的温度响应。PicoTR 允许用户在 RF 与 FF 两种模式之间进行自由切换。PicoTR 符合 JIS R 1689，JIS R 1690 标准。技术参数仪器型号NanoTRPicoTR温度范围RT，RT … 300°C（选配）RT，RT … 500°C（选配）测量模式RF/FFRF/FF样品尺寸10 × 10mm … 20 × 20mm10 × 10mm … 20 × 20mm薄膜厚度30nm … 20μm （取决于样品种类和测量模式）10nm … 900nm （取决于样品种类和测量模式）热扩散系数0.01 … 1000mm2/s0.01 … 1000mm2/s主激光脉冲宽度 1ns 光束直径 100μm 激光功率 100mW脉冲宽度 0.5ps 光束直径 45μm 激光功率 20mW
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    厂商： 柜谷科技发展（上海）有限公司
    品牌： 耐驰/Netzsch
    型号： NanoTR / PicoTR
    价格： 100万 - 150万元
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  • 西安光机所在超短激光脉冲光场测量研究方面取得重要进展
    近日，西安光机所阿秒科学与技术研究中心在超短激光脉冲光场测量研究方面取得重要进展。研究团队创新性提出基于微扰的三阶非线性过程全光采样方法，该方法的可测量脉冲脉宽短至亚周期，波段覆盖深紫外到远红外，具有系统结构简易稳定、数据处理简单等优点。相关两项研究成果相继发表在Optics Letters。论文第一作者为特别研究助理黄沛和博士生袁浩，通讯作者为曹华保研究员、付玉喜研究员。 　　超短激光脉冲作为探索物质微观世界以及产生阿秒脉冲的重要工具，其完整的电场波形诊断尤为重要。目前普遍采用的表征技术广义上可分为频域测量、时域测量两类。在频域，具体有频率分辨光学门控(FROG)、光谱相位干涉法 (SPIDER)和色散扫描(D-SCAN)等主要方法，通过测量非线性过程产生的光谱信息来间接获取超短脉冲脉宽及相位。此类方法因装置简单易于搭建而被广泛采用，但通常需要复杂的反演迭代算法，并且难以获得光电场信息，而且受限于相位匹配机制，比较难以应用于倍频程以上的激光脉冲测量。 　　而基于时域采样的测量方法通常不受严格的相位匹配限制，并且对电场波形很敏感，可用于直接测量光电场，近年来发展势头较好。研究团队提出基于微扰三阶非线性过程的全光采样方法是一种基于时域采样的测量方法，在实验中分别应用瞬态光栅效应(TGP)和空气三倍频效应(Air-THG)，准确的测量了钛宝石激光器输出多周期脉冲(750-850nm，25fs)、基于充气空心光纤后压缩技术(600-1000nm，7.2fs)和双啁啾光参量放大系统(1300-2200nm，15fs)产生的少周期脉冲，实现了覆盖可见、近红外到中红外波段的超短脉冲测量，可以满足不同波段超短脉冲测量的需求。未来此项进展可以在阿秒驱动源快速诊断、超短激光脉冲测量装置国产化等方面发挥重要作用。
    时间： 2023-04-23
    作者： 情绪波动
  • 上海光机所在超短脉冲掺Yb大模场磷酸盐光纤放大器方面取得进展
    近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室胡丽丽研究团队在超短脉冲大模场多组分玻璃光纤放大器方面取得重要进展。相关研究成果于5月在线发表于《中国激光》。 　　大能量、高峰值功率超短脉冲激光在远距离激光雷达、地震探测、主动照明等领域具有重要应用价值。主振荡脉冲放大系统(MOPA)是超短脉冲激光的主要运行方式，其中有源增益光纤是关键核心部件。目前，传统有源石英光纤存在稀土离子溶解度有限、难以保证低数值孔径(NA)纤芯制备的均匀性等问题，导致其使用长度较长(数米)，纤芯直径通常小于40μm，具有较低的非线性阈值，进而限制其输出的脉冲能量。相比之下，多组分氧化物玻璃具有稀土掺杂浓度高、光学均匀性好等优势，能够获得模场面积大、吸收系数高的大模场增益光纤，从而大幅提升大能量脉冲放大的非线性阈值。 　　然而，大模场光纤的制备难点在于降低数值孔径的同时保持极高的均匀性。例如，要实现NA为0.03的单模掺Yb光纤，则需要纤芯与包层玻璃的折射率差值小于3×10-4，这要求玻璃本身的光学均匀性达到10-5量级。 　　研究团队从大尺寸、高光学均匀性磷酸盐激光玻璃的制备工艺出发，采用光学均匀性约为1×10-6的高掺Yb磷酸盐玻璃作为光纤基质，在自研高掺Yb大模场磷酸盐光纤中实现了平均功率27.3W的脉冲激光放大输出。该系统采用掺Yb大模场磷酸盐双包层光纤(30/135/280μm)与匹配无源石英光纤(20/130μm)异质熔接的全光纤方案(熔点损耗为0.3 dB)，结构如图1所示。其中，信号光波长为1030nm、脉宽为30ps、重复频率为27MHz，掺Yb磷酸盐光纤的纤芯和内包层的NA分别为0.03和0.41，纤芯中Yb2O3质量分数为6%，背景损耗为0.61300nm，使用长度为30cm；采用976 nm包层泵浦，获得放大后脉冲激光的平均功率如图2所示，最大输出平均功率为27.3W，斜率效率为71.4%，同时未观察到受激布里渊散射等非线性效应。该结果体现出了磷酸盐玻璃在高掺杂能力、高光学均匀性以及高非线性阈值的优势。图 1. 掺Yb磷酸盐大模场光纤脉冲激光放大器结构图 　　Fig. 1. Structural diagram of pulsed laser amplifier using Yb-doped large-mode-area phosphate fiber图 2. 放大的脉冲激光的平均功率随泵浦功率的变化，插图是输出激光的光斑和光谱 　　Fig. 2. Average power of amplified pulsed laser versus pump power with spot and spectrum of output laser shown in inset
    时间： 2023-07-05
    作者： 情绪波动
  • 上海瞬渺光电成功举办超短脉冲测量（FROG+GRENOUILLE）技术研讨会
    2014 年 7 月 18 日，超短脉冲测量技术研讨会在北京物科宾馆举办。本次研讨会聚集了来自北京的众多光学专家和研究者。会议期间，瞬渺光电公司相关产品应用工程师就产品性能及主要应用：如传统 FROG、新型标准化 GRENOUILLE、及其应用如 fs 脉冲测量、空间啁啾和前沿倾斜测量、双脉冲及其他复杂脉冲信号测量与紫外光，超弱荧光（aJ）等方面的应用做了重点介绍。共有约 20 名来自北大、清华、北工大和相关研究所的光学研究者参加了这次研讨会，大家就各自感兴趣的领域踊跃发言提问，相互交流，进一步认识了产品性能，深入了解产品应用，取得了很好的效果。与会者普遍反映，通过此次技术报告会，对超短脉冲测量仪 FROG 及 GRENOUILLE 的产品性能和应用有了更全面深入的了解， 对各自的研究应用很有帮助。图为上海瞬渺技术工程师讲解超短脉冲测量技术上海瞬渺光电技术有限公司成立于 2004 年,坐落于国家级航天科技城--上海莘庄工业园区.主要从事国际知名品牌激光、光电子、光机械、光学仪器和光纤通讯等光电产品的设计、 引进、咨询和经销。团队的核心成员具有 10 年以上的激光光电子领域工作经验，早在 2005年我们就开始立足为客户提供专业级光电实验室解决方案,公司有多名来自知名高校研究所的技术中坚， 加之具有多年丰富商务经验的销售,采购,财务人员.我们坚信我们的服务能让光电领域的科研人员满意.经过数年的勤奋创新,目前已经成为中国最大的光电产品一站式服务供应商之一.上海瞬渺光电技术有限公司Rayscience Optoelectronic Innovation地址: 上海市闵行区都会路 2338 号总部一号 21 号楼 5 楼邮编：201108电话：021-34635258/59/61/62传真：021-34635260邮件：saleschina@rayscience.com网址：www.rayscience.com
    时间： 2014-07-25
    作者： 瞬渺科技
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  • 闪光法热扩散系数测试中有限脉宽修正技术研究
    本文通过对闪光法热扩散系数测试技术中实际闪光激励有限脉冲宽度的研究，认为可以有效的拓展闪光法的应用。通过对闪光法热性能测定仪中脉冲波形参数的确定和描述，经过一系列一维有限元模拟建立一个等效矩形波脉冲波形和一个通用曲线来对热扩散系数测量进行修正。通过七种激励脉冲波形宽度和三种材料的实际测试，验证了这种模拟方向修正的有效性。
  • 激光闪光法标准测试规范：不同脉冲加热能量下热扩散系数测试的外推法
    本文介绍了一种闪光法热扩散系数测试规范——闪光能量外推法，即在样品恒温阶段采用一系列不同大小的闪光脉冲加热能量进行测试，然后将相应的热扩散系数测试结果外推至零加热能量，由此准确得到与试验参数（样品厚度和加热能量）无关的热扩散系数准确值。
  • 超短激光脉冲与透明介质相互作用
    飞秒激光具有超短脉冲和超高电场强度两个特征。它已广泛应用于物理化学反应的动力学过程分析和热效应可忽略的超精细加工。在这个过程中，飞秒激光显示出与皮秒、纳秒脉冲不同的特性，如热影响区域小、作用效果能够超过光学衍射极限、良好的空间选择性等。这些特性在许多领域有着重要的应用价值，如超精细加工、微光子器件制造、医学精密手术、高密度三维光存储等。本文针对这一领域中的一些问题进行了讨论，特别是对飞秒激光脉冲与透明介质非线性相互作用进行了初步的研究。1分别使用脉冲宽度为ps和fs量级，波长为800nm，重复频率lkHz的激光脉冲，在熔融石英中形成了单发脉冲导致的损伤位点阵列。并对单个损伤位点，使用光学显微镜和图像传感器对其形态进行了观测。分析了激光照射后沿入射光方向将出现分立的损伤结构原因。另外，发现透明介质的材料损伤阈值与聚焦条件有关系，随着数值孔径的增加，阈值能量逐渐减小。2使用不同脉冲宽度的激光照射白宝石晶体，得到不同的损伤形态。白宝石在rlS激光脉冲作用下形成的典型的“米”字形结构，这与白宝石晶体结构相对应。在2．Ips激光脉冲作用下，晶体内部产生的“十”字形损伤。fs激光脉冲聚焦到白宝石内部时，出现“一”字形结构。损伤外型与偏振方向无关，显然不同脉宽的激光照射晶体产生不同的热效应。3近红外飞秒激光在石英玻璃照射后诱导产生色心，分析认为，在近红外飞秒激光强度低于宏观破坏阈值时，纯石英玻璃中SiE’心的形成主要是由于超短脉冲激光引起的焦点区域激光能量沉积和激子自陷引起的，属于玻璃网络的本征结构改变。4采用高温熔融法制备了银掺杂的锂铝硅酸盐微晶玻璃。经近红外飞秒激光照射和热处理后，通过显微镜观察及x射线衍射分析，发现玻璃内部形成以银原子为晶核的工f204，2033Si02多晶结构微晶，晶体细小，呈乳白色，为六方晶系。呈现空间取向分布结构。飞秒激光照射部位玻璃折射率发生明显变化，出现析晶：末照射部位折射率无明显变化，仍为玻璃体。
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  • 【分享】我国超短脉冲激光测量研究达到国际领先水平

    日前，由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题 “飞秒脉冲激光参数测量新技术研究”通过了专家验收。该课题自主研制的飞秒脉冲自相关仪和飞秒脉冲光谱相位相干仪实现了飞秒脉冲激光参数的准确测量，课题组提出的飞秒脉冲光谱相位还原方法降低了传统方法的测量不确定度，将我国飞秒脉冲激光参数的准确度提高到国际领先水平。　　飞秒是时间单位，1飞秒相当于10-15秒。它有多快呢？我们知道，光速是1秒钟30万公里，而在1飞秒内，光只能走0.3微米，相当于一根头发丝的百分之一！飞秒脉冲是人类目前在实验室条件下能获得的在可见光至近红外波段的最短脉冲，它以其独具的持续时间极短、峰值功率极高、光谱宽度极宽等优点，在物理学、生物学、化学、光通讯、外科医疗、精细加工制造及超小器械制造等领域得到很广泛的应用。如何准确地测量超短脉冲信息已成为飞秒脉冲研究领域迫切需要解决的难题。

  • 激光闪光法标准测试规范：不同脉冲加热能量下热扩散系数测试的外推法

    激光闪光法标准测试规范：不同脉冲加热能量下热扩散系数测试的外推法

    [color=#cc0000]摘要：本文介绍了一种闪光法热扩散系数测试规范——闪光能量外推法，即在样品恒温阶段采用一系列不同大小的闪光脉冲加热能量进行测试，然后将相应的热扩散系数测试结果外推至零加热能量，由此准确得到与试验参数（样品厚度和加热能量）无关的热扩散系数准确值。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][color=#cc0000]1.问题的提出[/color] 在采用闪光法测量材料热扩散系数过程中，诸如样品厚度和闪光脉冲加热能量这些试验参数的选择，使得测试人员最常面临的困惑就是试验参数选择合理性和测试结果的准确性，这种现象在实际测试中主要表现在以下几个方面： （1）对于相同材料和厚度的样品，设置不同闪光脉冲加热能量，往往会得到不同测试结果，无法判断加热能量参数选择的合理性和测试结果的准确性。 （2）对于未知材料，无法确定合理的样品厚度，往往造成不同样品厚度测试的热扩散系数有明显偏差。 （3）对于相同材料和厚度的样品，不同实验室采用不同型号闪光法仪器，经常会得出不同的测试结果，有时相互之间的偏差还很大。 （4）对于相同材料和厚度的样品，不同实验室采用相同型号闪光法仪器，也常会得出不同的测试结果。 总之，由于存在以上困惑，这就需要开发出一种闪光法测试规范来准确测量热扩散系数，而最终得到的热扩散系数与闪光法仪器的试验参数无关。也就是说，希望采用任何正常的闪光法设备和任意试验参数，都可以测量得到准确的热扩散系数。 本文将介绍一种闪光法热扩散系数测试规范——闪光能量外推法，即在样品恒温阶段采用一系列不同大小的闪光脉冲加热能量进行测试，然后将相应的热扩散系数测试结果外推至零加热能量，由此准确得到与试验参数（样品厚度和加热能量）无关的热扩散系数准确值。[color=#cc0000]2.外推法的基本原理[/color] 众所周知，闪光法测试中，根据温升曲线计算得到的热扩散系数取决于测试条件，如脉冲加热能量和样品厚度。图 2-1显示了温升曲线和热扩散系数随温度的变化曲线。[align=center][img=,690,341]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201616538529_4916_3384_3.png!w690x341.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图 2-1 （a）温升曲线和（b）在Tbase附近温度对热扩散系数的依赖关系[/color][/align] 当在规定温度Tbase（脉冲加热前保持恒定）下进行激光测量时，样品温度会升高Tmax。热扩散系数是一种依赖于温度的物理性能，因此，样品背面温升曲线反映了测量过程中起始温度Tbase和最高温度Tmax之间热扩散系数的温度相关性，即闪光法热扩散系数测量结果是样品温度升高后的等效热扩散系数，而不是起始温度Tbase时样品的固有热扩散系数，由此所带来的误差就是等效热扩散系数与固有热扩散系数之间的差值，此差值就是常见闪光法热扩散系数测量误差的主要来源。 从图 2-1可以看出，当样品背面温升ΔT较大时，如果材料样品的热扩散系数对温度非常敏感，则等效热扩散系数与固有热扩散系数之间的差值将会较大。另外，较大ΔT可能会样品背温红外辐射器信号带来非线性影响，也会增大测量值偏差。 由此可见，由于背面温升ΔT的存在，对于某一样品厚度和加热能量下测试得到是等效热扩散系数，此等效热扩散系数取决于样品厚度、脉冲加热能量、脉冲光吸收率和样品体积热容。从理论上讲，背面温升ΔT越小，所测试的等效热扩散系数就越接近于固有热扩散系数。但在实际测试过程中，往往会选择较大的脉冲加热能量来获得漂亮的背面温升曲线，以提高背温信号的信噪比。由此可见，脉冲加热能量的大小与热扩散系数准确测量是一对矛盾。 为了解决上述试验参数对测量结果带来的影响，日本国家计量研究所（NMIJ）的Akoshima等人开发了一种外推法热扩散系数测试规范[1]。外推法的基本原理是在恒定温度Tbase下，假设样品厚度、脉冲光吸收率和样品体积热容不随温度发生改变，通过改变脉冲加热能量（即改变背面温升ΔT大小）测试得到一系列相应的等效热扩散系数。如图 2-2所示，以背面温升ΔT为横坐标、等效热扩散系数测量值为纵坐标，建立起等效热扩散系数与背面温升的线性函数关系，最终用此线性函数外推得到脉冲加热能量为零时的等效热扩散系数，由此认为此外推得到的热扩散系数即为样品材料在温度Tbase时的固有热扩散系数。[align=center][img=,690,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201617142109_5211_3384_3.png!w690x402.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图 2-2 不同加热能量时的等效热扩散系数测量结果和外推法示意图[/color][/align] 由此可见，通过外推法可以得到样品材料固有的热扩散系数，而且所得到的热扩散系数与样品厚度和脉冲加热能量无关，这样就可以在实际测试中消除了测试参数对热扩散系数测量结果的影响。[color=#cc0000]3.外推法的验证[/color] 为了全面验证外推法在闪光法热扩散系数测试中的有效性，日本国家计量研究所（NMIJ）和法国国家计量和测试实验室（LNE）开展了专门的比对测试研究[2]，并计划将外推法补充到闪光法热扩散系数标准测试方法中。 对比测试选择了四种材料，分别是IG-110各项同性石墨、Armco铁、YSZ陶瓷和氮化硅，如图 3-1所示。这四种材料基本覆盖了10E-4~10E-6㎡/s范围的热扩散系数，并在脉冲光和探测光的透过性上非常有代表性，从而也代表了不同样品表面吸热涂层和遮光涂层的处理方式。[align=center][img=,690,161]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201617320094_8341_3384_3.png!w690x161.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-1 外推法对比测试样品：从左到右的IG-110石墨、Armco铁、3YSZ和氮化硅 [/color][/align] 两个实验室分别在室温下分别对不同样品厚度的上述四种材料进行了测试，每种厚度样品采用不同脉冲加热能量测试表观热扩散系数，结果如图 3-2~图 3-5所示。然后针对每种厚度样品的表观热扩散系数测试结果计算获得零脉冲能量外推值。每个样品的外推值以及每个实验室的平均值和标准偏差如表 3-1所示。[align=center][color=#cc0000][img=,690,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201617457894_7515_3384_3.png!w690x255.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-2 两实验室分别在室温下对不同厚度IG-110石墨样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值，符号表示测试值，线条表示线性回归函数[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,256]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618077493_2590_3384_3.png!w690x256.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-3 两实验室分别在室温下对不同厚度Armco铁样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值，符号表示测试值，线条表示线性回归函数[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,253]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618183304_8193_3384_3.png!w690x253.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-4 两实验室分别在室温下对不同厚度3YSZ样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值，样品表面带金和/或石墨涂层[/color][/align][align=center][color=#cc0000][img=,690,260]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618287874_3031_3384_3.png!w690x260.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000]图 3-5 两实验室分别在室温下对不同厚度Si3N4样品采用不同脉冲加热能量测试得到的测试值和外推值，样品表面带金和/或石墨涂层 [/color][/align][align=center][color=#cc0000]表 3-1 两实验室对比测试四种材料的固有热扩散系数，根据室温下不同厚度样品测量的表观热扩散系数值的平均值进行估算（LNE 296K，NMIJ 298K）[/color][/align][align=center][img=,690,793]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002201618432974_4190_3384_3.png!w690x793.jpg[/img][/align] 在各向同性石墨的情况下（其显示出室温附近热扩散系数的强温度依赖性），从具有最大温升的温升曲线计算的表观热扩散系数比使用外推法估计的固有值小3%。由于NMIJ和LNE估计热扩散系数测量的典型不确定度约为2~3%，因此这种误差就非常明显。结果表明，外推法有助于获得固有热扩散系数，同时避免测量过程中由于样品温度变化造成的偏差。通过对两种半透明性材料（3YSZ和Si3N4）的测试对比，也证明了外推法有助于检测热扩散系数的估计值是否正确，并具有识别材料任何潜在半透明效应的功能。 通过上述NMIJ和LNE这两个国家计量机构对四种固体材料进行的热扩散系数测量，验证了外推法测试技术的有效性和准确性。尽管两实验室使用了不同的测试设备和不同的温升曲线分析方法，但两实验室测量的热扩散系数依然显示出很好的一致性。由此可以确认，结合了外推法的闪光法热扩散系数测量，在10E-4~10E-6㎡/s范围内的热扩散系数测试可以不受测量条件、仪器、分析方法和实验室的影响。[color=#cc0000]4.总结[/color] 热扩散系数是材料固有的特性，据此，热扩散率不取决于测量条件、形状和尺寸。然而众所周知，闪光法热扩散系数测试经常受到这些因素的影响，因此外推法的出现为解决上述问题提出了一个很好的解决方案。 自2005年外推法提出以来，在国际度量衡委员会（CIPM）温度测量咨询委员会第9工作组（CCT-WG9）组织的实验室间热扩散系数对比框架内，一直采用外推法这一试验规程进行所有的对比测试[3]。经过多年的验证试验和实际测试，证明了外推法主要有以下特点和优势： （1）外推法是一种通用性方法。在采用外推法测试材料热扩散系数过程中，尽管不同实验室和不同测试设备采用不同脉冲加热能量和不同数据处理方法会得到不同的外推斜率，反映了与测量仪器和所用评估方法相关的测量条件，但对应于固有热扩散系数的截距值与斜率无关。 （2）外推法对热扩散系数随温度变化敏感的材料更有效。从上述石墨与金属材料的对比测试可以看出，Armco铁的外推斜率要小于IG-110石墨外推斜率，石墨材料热扩散系数在对温度变化敏感的范围内，外推法对于更能显著提高测量的准确性。 （3）有助于识别潜在的材料半透明效应。采用外推法测量时，如果材料完全不透明则会得到与样品厚度无关的相同的外推值，反之则会看出明显的厚度变化所带来的半透明效应。这种功能在识别未知材料的潜在半透明性中非常有用。 （4）由于使用外推法只需在不同脉冲加热能量下进行测量，与样品厚度和数据处理方法无关，加上目前闪光法测试设备自动化程度很高，可以自动按照设定程序改变脉冲加热能量进行连续测量，因此只需选定一种厚度样品就可以快速准确的测定热扩散系数，既能保证测量准确性又能提高测试效率。另外，通过外推法还可以在大的信噪比下进行测量，解决了信噪比与测量精度的矛盾。[color=#cc0000]5.参考文献[/color][align=left]（1） M. Akoshima, T. Baba, in Proceedings of Thermal Conductivity 28/Thermal Expansion 16, ed. by R.B. Dinwiddie, M.A. White, L. McElroy (DEStech Publications, Lancaster, 2006), p. 497–506[/align][align=left]（2）Akoshima M, Hay B, Neda M, et al. Experimental verification to obtain intrinsic thermal diffusivity by laser-flash method[J]. International Journal of Thermophysics, 2013, 34(5): 778-791.[/align][align=left]（3）Akoshima M, Hay B, Zhang J, et al. International comparison on thermal-diffusivity measurements for iron and isotropic graphite using the laser flash method in CCT-WG9[J]. International Journal of Thermophysics, 2013, 34(5): 763-777.[/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 导热材料热扩散系数闪光法测量中的样品厚度选择

    [color=#ff0000]摘要：本文主要针对各向同性、有限尺寸、高导热材料样品因闪光加热所引起的非一维传热过程，建立与实际测试更接近的传热模型，采用数值计算方法分析闪光法测试中的背温曲线测量误差，由此明确闪光光斑尺寸、样品截面积和样品厚度三者关系以及它们对测量误差的影响，从而指导试验参数和样品尺寸的正确选择，其中更侧重于样品厚度对测量误差的影响以及样品厚度的正确选择。[/color][color=#ff0000][/color][hr/][color=#ff0000]1. 引言[/color]对于高导热材料，如各种金属材料和高导热陶瓷材料，它们的热性能普遍采用闪光法进行测量，特别是热性能中的热扩散系数测试更是闪光法的最大优势，因为闪光法可以在短时间内使用最低样品材料消耗成本实现热扩散系数测量，而且闪光法也是目前热性能测试温度范围跨度最大的测试方法之一，测试温度范围可从低温-190℃至超高温3000℃，同时还可以在各种气氛和压力环境下进行测试。闪光法的基本原理是脉冲光照射被测样品前表面，样品前表面薄层上吸收脉冲光辐照能量，探测器同时记录热量传递到样品背面所引起的温度随时间的变化。实验结果表明该方法能得到热扩散系数和比热容，而导热系数可以通过下式计算得到：[align=center][img=,152,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142252_1093_3384_3.gif!w152x21.jpg[/img]...................（1）[/align][align=center][img=,126,19]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142255_4975_3384_3.gif!w126x19.jpg[/img]...........................（2）[/align][align=center][img=,108,16]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142256_909_3384_3.gif!w108x16.jpg[/img].................................（3）[/align]式中[i]α[/i] 表示热扩散系数，单位 [img=,40,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142301_1730_3384_3.gif!w40x21.jpg[/img]； [i]L[/i] 表示样品厚度，单位[i] m[/i]； [img=,24,11]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142302_3439_3384_3.gif!w24x11.jpg[/img] 表示样品背面温升达到最大值值所需时间的一半，单位 s； [i]c [/i]表示比热容，单位 [img=,81,19]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142302_8761_3384_3.gif!w81x19.jpg[/img]； [i]Q[/i] 表示样品所吸收的热流密度，单位 [img=,49,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142303_5442_3384_3.gif!w49x21.jpg[/img]； [img=,35,15]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142303_2575_3384_3.gif!w35x15.jpg[/img] 表示样品背面温升最大值，单位 [i]K[/i]； [i]λ[/i] 表示样品材料导热系数，单位 [img=,72,19]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142303_3076_3384_3.gif!w72x19.jpg[/img]； [i]ρ[/i] 代表样品密度，单位 [img=,49,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142304_2160_3384_3.gif!w49x21.jpg[/img]。对公式(1)～(3)的分析表明，闪光法测定热性能的误差主要取决于背温曲线中 [img=,35,15]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142304_9774_3384_3.gif!w35x15.jpg[/img] 和 [img=,24,11]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142304_5572_3384_3.gif!w24x11.jpg[/img] 的准确度。然而, 到目前为止很少有文献报道准确评估材料热特性闪光法测试误差大小，这主要是因为大多数文献报道都是假设样品中的传热过程以及样品局部位置上的热流密度是一维形式，而实际测试中往往不是如此。本文主要针对各向同性、有限尺寸、高导热材料样品因闪光加热所引起的非一维传热过程，建立与实际测试更接近的测试模型，采用数值计算方法分析闪光法测试中的 和 测量误差，由此明确闪光光斑尺寸、样品截面积和样品厚度三者关系以及它们对测量误差的影响，从而指导试验参数和样品尺寸的正确选择。目前闪光法测试仪器基本都是商品化设备，闪光光斑尺寸和样品截面积尺寸基本都已固定，所以本文将侧重于研究各向同性高导热材料闪光法热扩散系数测量中厚度选择对测量误差的影响，以此来指导样品厚度的正确选择。[b][color=#ff0000]由于本文涉及大量公式，不便在帖子上进行编辑，全文内容已做为附件呈上，请多原谅。附件全文为适合手机浏览的PDF格式文件。[/color][color=#ff0000][/color][/b]

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