Princip metody LFA
Laserová metoda nebo metoda světelného záblesku pochází ze studií Parkera a spol. z roku 1961.
Při měření se nejprve krátkým energetickým impulsem zahřeje spodní povrch rovinného rovnoběžného vzorku (viz obr. 1). Výsledná změna teploty na horním povrchu vzorku se pak měří infračerveným detektorem. Typický průběh signálů je znázorněn na obrázku 2 (červená křivka). Čím vyšší je Tepelná difuzivitaTepelná difuzivita (a s jednotkou mm2/s) je specifická vlastnost materiálu, která charakterizuje nestacionární vedení tepla. Tato hodnota popisuje, jak rychle materiál reaguje na změnu teploty.tepelná difuzivita vzorku, tím strmější je nárůst signálu.
a: Tepelná difuzivitaTepelná difuzivita (a s jednotkou mm2/s) je specifická vlastnost materiálu, která charakterizuje nestacionární vedení tepla. Tato hodnota popisuje, jak rychle materiál reaguje na změnu teploty.Tepelná difuzivita
ρ: HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. Hustota
Měrná tepelná kapacita (cp)Tepelná kapacita je fyzikální veličina specifická pro daný materiál, která se určuje jako podíl množství tepla dodaného vzorku a výsledného zvýšení teploty. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku.cp: Měrná tepelná kapacita (cp)Tepelná kapacita je fyzikální veličina specifická pro daný materiál, která se určuje jako podíl množství tepla dodaného vzorku a výsledného zvýšení teploty. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku.Měrná tepelná kapacita
λ: Tepelná vodivostTepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu (viz obr. 1). Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.Tepelná vodivost
T: Teplota
Pomocí poločasu (t1/2, časová hodnota v polovině výšky signálu) a tloušťky vzorku (d) lze vypočítat tepelnou difuzivitu(a) a nakonec tepelnou vodivost (λ) podle vzorce na obrázku 2. Kromě toho lze pomocí výšky signálu (ΔTmax) v porovnání s výškou signálu referenčního materiálu určit měrné teplo (Měrná tepelná kapacita (cp)Tepelná kapacita je fyzikální veličina specifická pro daný materiál, která se určuje jako podíl množství tepla dodaného vzorku a výsledného zvýšení teploty. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku.cp) pevných látek.
Vyšetřování LFA obecně trvá mnohem kratší dobu než měření tepelné vodivosti pomocí GHP (Guarded Hot Plate) nebo HFM (Heat Flow Meter).
