LFA-menetelmän periaate

Laser- tai valosalamamenetelmä juontaa juurensa Parkerin ja muiden vuonna 1961 tekemiin tutkimuksiin.

Mittausta suoritettaessa tasorinnakkaisen näytteen (ks. kuva 1) alapinta kuumennetaan ensin lyhyellä energiapulssilla. Tämän jälkeen näytteen yläpinnan lämpötilan muutos mitataan infrapuna-ilmaisimella. Signaalien tyypillinen kulku on esitetty kuvassa 2 (punainen käyrä). Signaalin nousu on sitä jyrkempi, mitä suurempi on näytteen lämpödiffuusiokyky.

a: Lämpödiffuusiokyky
ρ: TiheysMassatiheys määritellään massan ja tilavuuden suhteena. Tiheys
_{Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.cp}: Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.Ominaislämpökapasiteetti
λ: LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.Lämmönjohtavuus
T: Lämpötila

Käyttämällä puoliintumisaikaa (_t1/2, aika-arvo signaalin puoliintumiskorkeudella) ja näytteen paksuutta (d) voidaan laskea lämpödiffuusiokyky(a) ja lopulta LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus (λ) kuvan 2 kaavan avulla. Lisäksi kiintoaineen ominaislämpö (_{Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.cp}) voidaan määrittää käyttämällä signaalin korkeutta (_ΔTmax) verrattuna vertailumateriaalin signaalin korkeuteen.

LFA-tutkimukset vievät yleensä paljon vähemmän aikaa kuin lämmönjohtavuusmittaukset GHP:n (Guarded Hot Plate) tai HFM:n (Heat Flow Meter) avulla.