Análisis de flash láser - Laser flash analysis
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| Usos | para medir la difusividad térmica , la conductividad térmica , el calor específico , |
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El análisis de flash láser o el método de flash láser se utiliza para medir la difusividad térmica de una variedad de materiales diferentes. Un pulso de energía calienta un lado de una muestra de plano paralelo y se detecta el aumento de temperatura resultante dependiente del tiempo en la parte posterior debido a la entrada de energía. Cuanto mayor sea la difusividad térmica de la muestra, más rápido llegará la energía a la parte trasera. En el lado derecho se muestra un aparato de flash láser ( LFA ) de última generación para medir la difusividad térmica en un amplio rango de temperatura.
En un caso adiabático unidimensional, la difusividad térmica se calcula a partir de este aumento de temperatura de la siguiente manera:
Dónde
- es la difusividad térmica en cm² / s
- es el espesor de la muestra en cm
- es el tiempo hasta la mitad del máximo en s
Principio de medición
El método de flash láser fue desarrollado por Parker et al. en 1961. En una configuración vertical, una fuente de luz (por ejemplo , láser , lámpara de destello) calienta la muestra desde el lado inferior y un detector en la parte superior detecta el aumento de temperatura dependiente del tiempo. Para medir la difusividad térmica, que depende en gran medida de la temperatura, a diferentes temperaturas, la muestra se puede colocar en un horno a temperatura constante.
Las condiciones perfectas son
- material homogéneo,
- una entrada de energía homogénea en la parte frontal
- un pulso corto dependiente del tiempo - en forma de función delta de Dirac
Se han realizado varias mejoras en los modelos. En 1963, Cowan tiene en cuenta la radiación y la convección en la superficie. Cape y Lehman consideran la transferencia de calor transitoria, los efectos de pulsos finitos y también las pérdidas de calor en el mismo año. Blumm y Opfermann mejoraron el modelo Cape-Lehman con soluciones de alto orden de transferencia de calor transitoria radial y pérdida de calor facial, rutina de regresión no lineal en caso de altas pérdidas de calor y una corrección de longitud de pulso avanzada y patentada.