Introducción
Junto con una adquisición de datos rápida y un software capaz, también es necesario disponer de un sistema de flash con una fuente de energía eficiente para alcanzar una entrada de energía óptima en poco tiempo. Cuanto menor sea la anchura del pulso, más rápido será el aumento de la temperatura. Esto significa que el grosor mínimo posible de la muestra también depende de la anchura mínima posible del pulso. Sólo los sistemas de flash con alta sensibilidad y suficiente energía de pulso con una anchura de pulso mínima pueden medir muestras finas y rápidas con gran precisión.
Condiciones de la prueba
La figura 2 muestra los resultados de la medición en una fina muestra de cobre con un grosor de sólo 235 μm. Se utilizó el LFA 467 HyperFlash® (figura 1) con sistema de refrigeración CC300 y el detector MCT de alta sensibilidad. El detector MCT garantiza la mejor relación señal-ruido en el rango de bajas temperaturas y presenta la ventaja de una medición sin contacto (sin error de medición debido a la resistencia térmica de contacto entre el sensor y la muestra). La constante de tiempo small y las excelentes características de respuesta del detector MCT en comparación con, por ejemplo, un detector de estado sólido, permiten detectar tiempos de difusión inferiores a 1 ms con gran precisión. Esto requiere también longitudes de pulso mínimas que pueden reducirse a 10 μs y una alta velocidad de adquisición de datos de 2 MHz (dos canales separados de 2 MHz para el detector IR y el diodo de pulso).
Gracias a la alta sensibilidad de la electrónica del sistema, es posible obtener una señal de detector fiable también con una anchura de pulso mínima de 10 μs. Esto puede verse en la figura 3. En el pasado, los sistemas de flash comerciales trabajaban con longitudes de pulso de 150 μs a 1200 μs y más. Un tiempo medio de 100 μs, como puede verse en la figura 3, no podía detectarse hasta ahora. La curva del detector (azul) y el ajuste del modelo correspondiente (curva roja) concuerdan bien. Para el cálculo de la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica se utilizó la corrección de pulso finito patentada y un modelo de cálculo bidimensional mejorado basado en Cape-Lehman. En la figura 2 se observa claramente que la desviación máxima con respecto a los valores de la bibliografía es inferior al 3%.
Conclusión
Debe prestarse especial atención a la brevísima duración de 1 ms, que antes no era posible con los sistemas de flash comerciales. Ahora es posible detectar un aumento de la señal en ~200 μs (tiempo de difusión del calor) gracias a la brevísima anchura de pulso de 10 μs y a la elevada velocidad de adquisición de datos de 2 MHz.