Introduction
Outre une acquisition rapide des données et un logiciel performant, il est également nécessaire d'avoir un système de flash avec une source d'énergie efficace pour atteindre un apport d'énergie optimal dans un court laps de temps. Plus la largeur d'impulsion est faible, plus l'augmentation de la température est rapide. Cela signifie que l'épaisseur minimale possible de l'échantillon dépend également de la largeur d'impulsion minimale possible. Seuls les systèmes flash dotés d'une sensibilité élevée et d'une énergie d'impulsion suffisante à une largeur d'impulsion minimale peuvent mesurer des échantillons minces et rapides avec une grande précision.
Conditions d'essai
La figure 2 illustre les résultats des mesures sur un mince échantillon de cuivre d'une épaisseur de seulement 235 μm. Le LFA 467 HyperFlash® (figure 1) avec le système de refroidissement CC300 et le détecteur MCT très sensible ont été utilisés. Le détecteur MCT garantit le meilleur rapport signal/bruit dans la gamme des basses températures et présente l'avantage d'une mesure sans contact (pas d'erreur de mesure due à la Résistance des contactsSelon la deuxième loi de la thermodynamique, le transfert de chaleur entre deux systèmes se fait toujours dans le sens d'une température plus élevée vers une température plus basse. La quantité d'énergie thermique transférée par conduction thermique, par exemple à travers un mur d'un bâtiment, est influencée par les résistances thermiques du mur en béton et de la couche d'isolation. résistance de contact thermique entre le capteur et l'échantillon). La constante de temps small et les caractéristiques de réponse excellentes du détecteur MCT par rapport à un détecteur à semi-conducteurs, par exemple, permettent de détecter des temps de diffusion inférieurs à 1 ms avec une grande précision. Cela nécessite également des longueurs d'impulsion minimales qui peuvent être réduites à 10 μs et une vitesse d'acquisition de données élevée de 2 MHz (deux canaux séparés de 2 MHz pour le détecteur IR et la diode d'impulsion).
Grâce à la sensibilité élevée de l'électronique du système, il est possible d'obtenir un signal de détecteur fiable même avec une largeur d'impulsion minimale de 10 μs. Ceci est illustré à la figure 3. Dans le passé, les systèmes de flash commerciaux fonctionnaient avec des longueurs d'impulsion de 150 μs à 1200 μs et plus. Un demi-temps de 100 μs, comme on peut le voir sur la figure 3, ne pouvait pas être détecté jusqu'à présent. La courbe du détecteur (bleu) et l'ajustement du modèle correspondant (courbe rouge) sont en bon accord. La correction brevetée de l'impulsion finie et un modèle de calcul 2-D amélioré sur la base de Cape-Lehman ont été utilisés pour le calcul de la Diffusivité thermiqueLa diffusivité thermique (a avec l'unité mm2/s) est une propriété propre au matériau qui permet de caractériser la conduction thermique instable. Cette valeur décrit la rapidité avec laquelle un matériau réagit à un changement de température.diffusivité thermique. La figure 2 montre clairement que l'écart maximal par rapport aux valeurs de la littérature est inférieur à 3 %.
Conclusion
Une attention particulière doit être accordée à la durée très courte de 1 ms, ce qui n'était pas possible avec les systèmes de flash commerciaux dans le passé. Une augmentation du signal dans un délai de ~200 μs (temps de diffusion de la chaleur) peut désormais être détectée grâce à la très courte largeur d'impulsion de 10 μs et à la vitesse élevée d'acquisition des données de 2 MHz.