레이저 플래시 분석에 필요한 고급 모델
레이저 플래시 분석의 경우, 실제 실험이 기본 파커 모델에 내장된 이상적인 가정을 충족하지 못하기 때문에 고급 모델이 필요합니다. 따라서 보정되지 않은 데이터는 열 확산도 및 파생된 전도도/비열에 대한 잘못된 값을 제공합니다.
classic 파커 평가는 다음을 가정합니다:
- 완벽한 단열 조건(주변으로 열 손실이 없음).
- 전면에 즉각적이고 공간적으로 균일한 에너지 입력;
- 완벽한 표면 코팅이 된 균일하고 불투명한 시료를 통한 1차원 열 흐름.
이러한 가정 하에서 α = 0.1388 d2/t1/2 (두께 d, 반상승 시간 t1/2)라는 간단한 관계는 유효합니다.
실제로 이러한 가정은 특히 고온이나 얇거나 반투명한 시료로 작업할 때 엄밀히 말하자면 사실이 아닙니다.
최고의 정확도를 달성하기 위해 레이저 플래시 분석(LFA) 소프트웨어에 몇 가지 보정 및 고급 모델이 구현되어 있습니다. 적합성을 개선하고 최상의 결과를 얻기 위해 모든 모델은 기본적으로 펄스 및 기준선 보정 기능을 사용할 수 있습니다. 사용자는 측정 신호에 대한 이러한 보정을 자유롭게 해제할 수 있습니다. 또한 모든 모델은 열 손실을 고려합니다.
모든 모델에 영향을 미치는 펄스 보정 개선 사항
레이저 펄스가 실제로 순간적이지 않기 때문에 레이저 플래시 분석에는 펄스(유한 펄스 폭) 보정이 필요합니다. 이러한 비이상성은 열 확산도를 계산하는 데 사용되는 시간-온도 곡선을 직접적으로 왜곡합니다.
최신 분석 소프트웨어 버전에서는 정교한 펄스 보정을 통해 탁월한 시간 분해능이 필요한 샘플을 정밀하게 분석할 수 있습니다. 이는 얇고 전도성이 높은 시료 또는 광 펄스가 열 반응과 크게 겹치는 경우에 유용합니다.
사용자는 select 중에서
- 등가 제곱
- 중력 중심
- 이중 지수 펄스 보정
펄스 보정을 적용하면 열 확산도가 높은 재료에 대한 시뮬레이션에서 볼 수 있듯이 모델 적합도에 영향을 미칩니다(아래 참조). 보정의 관련성은 다양한 펄스 길이를 시뮬레이션할 때 나타납니다. 보정을 하지 않으면 펄스가 길어질수록 계산된 확산도가 감소하는 반면, 지수 보정을 하면 거의 일정하게 유지됩니다.
이를 통해 펄스 길이에 관계없이 열 확산도를 빠르게 결정할 수 있습니다.
펄스 보정의 중요성
펄스 보정의 중요성은 아래와 같이 다양한 펄스 길이를 합산할 때 더욱 분명해집니다.
보정되지 않은 데이터의 경우, 계산된 열 확산도는 펄스 길이가 증가함에 따라 감소합니다. 그러나 지수 펄스 보정을 적용하면 시뮬레이션된 펄스 길이 범위에 걸쳐 확산도가 거의 일정하게 유지됩니다. 이 보정을 통해 모든 사용자는 샘플의 실제 확산도를 빠르게 평가할 수 있습니다.
