當(dāng)只有一種厚度的試樣，且接觸熱阻非常小，約為總熱阻的1%，可以用厚度除以試樣熱阻得出導(dǎo)熱系數(shù)。

 

   激光導(dǎo)熱儀是以測量熱擴(kuò)散系數(shù)(導(dǎo)溫系數(shù)) 為主的儀器, 而熱擴(kuò)散系數(shù)的測量是一種絕對(duì)的測量方法，不需要校正。

   激光閃光法測試耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)的過程主要包括試樣制備及尺寸控制、試樣預(yù)處理、試樣安裝與測定、數(shù)據(jù)處理幾個(gè)步驟。

 

1,試樣制備及尺寸控制：由于試樣的幾何尺寸和預(yù)處理情況對(duì)測定的結(jié)果有很重要的影響, 因此這兩個(gè)步驟也就特別關(guān)鍵。試樣制備過程中要嚴(yán)格控制試樣的直徑和厚度以及兩個(gè)端面的平行度。測試的典型試樣尺寸一般為直徑12. 7mm厚度(1~ 3) mm, 最適宜的厚度應(yīng)滿足t 0. 5值大于脈沖寬度的50 倍。材料的熱擴(kuò)散系數(shù)與試樣厚度的平方成正比, 因此要精確測量并控制試樣的厚度,厚度測量誤差應(yīng)控制在0. 2% 以內(nèi), 試樣厚度的均一性應(yīng)<1. 0% 。另外, 由于耐火材料多為含顆粒原料的材料, 加之生產(chǎn)工藝的限制, 使得耐火材料具有明顯的非均質(zhì)性和方向性, 包括顆粒、氣孔大小和分布的不均勻性。因此, 為了真實(shí)地反映材料的導(dǎo)熱系數(shù), 則需要取多個(gè)樣品進(jìn)行測量, 用多次測量結(jié)果的平均值來作為參考結(jié)果。

 

2,試樣預(yù)處理：為了減少耐火材料對(duì)激光脈沖的反射, 并增加試樣表面對(duì)激光脈沖能量的吸收, 測試前應(yīng)在被測試樣的兩面涂上一層薄薄的黑色的具有強(qiáng)吸收性的涂層。涂層應(yīng)足夠致密來阻止激光射線和可觀察波長段熱輻射的穿透, 并在高溫階段能夠抵抗激光脈沖加熱而不融化和蒸發(fā), 涂層不應(yīng)與試樣發(fā)生反應(yīng)。涂層厚度應(yīng)該在滿足上述條件下具有最小的厚度值。適用于許多陶瓷材料的涂層制備方法有碳蒸發(fā)、碳濺射或膠體石墨噴涂。如果被測試樣本身在高溫下易與碳反應(yīng)或者試樣具有一定的透光性,則可先對(duì)試樣兩面用離子濺射的方法濺射鉑、金或鎳等金屬涂層, 然后在金屬薄膜上再鍍一層碳質(zhì)涂層, 以增加對(duì)激光脈沖能量的吸收。

 

3,試樣安裝與測定：制備的試樣經(jīng)過以上預(yù)處理后, 即可放入到儀器中, 并通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行加熱到所要的溫度, 根據(jù)需要可以對(duì)加熱環(huán)境的氣氛進(jìn)行控制。溫度達(dá)到要求后, 選擇自動(dòng)或者手動(dòng)的方式開啟激光發(fā)生器, 儀器自動(dòng)同步啟動(dòng)溫度探測器和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng), 記錄試樣背面的溫升隨時(shí)間的變化曲線。至此, 完成了整個(gè)測定過程, 并測得了試樣的熱擴(kuò)散系數(shù)和比熱容。

 

4,結(jié)果計(jì)算  ：儀器可自動(dòng)計(jì)算給出試樣背面溫升達(dá)到最大溫升一半所需的時(shí)間, 然后輸入事先測定的試樣體積密度數(shù)據(jù), 根據(jù)式公式便可計(jì)算出試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。下表是用激光導(dǎo)熱儀測量的幾種材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱及導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)據(jù)。