Principe de la méthode LFA

La méthode du laser ou du flash lumineux remonte aux études de Parker et al. en 1961.

Pour effectuer une mesure, la surface inférieure d'un échantillon plan parallèle (voir fig. 1) est d'abord chauffée par une brève impulsion d'énergie. Le changement de température qui en résulte sur la surface supérieure de l'échantillon est ensuite mesuré à l'aide d'un détecteur infrarouge. L'évolution typique des signaux est présentée dans la figure 2 (courbe rouge). Plus la diffusivité thermique de l'échantillon est élevée, plus l'augmentation du signal est forte.

a: Diffusion thermique
ρ : Densité
Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.cp: Capacité thermique spécifique
λ : Conductivité thermique
T : Température

En utilisant le demi-temps (t1/2, valeur du temps à mi-hauteur du signal) et l'épaisseur de l'échantillon (d), la diffusivité thermique(a) et enfin la conductivité thermique (λ) peuvent être calculées à l'aide de la formule de la figure 2. En outre, la chaleur spécifique (Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.cp) des solides peut être déterminée en utilisant la hauteur du signal (ΔTmax) par rapport à la hauteur du signal d'un matériau de référence.

Les études LFA prennent généralement beaucoup moins de temps que les mesures de conductivité thermique au moyen de GHP (Guarded Hot Plate) ou HFM (Heat Flow Meter).