Zasada metody LFA
Metoda laserowa lub błysku światła pochodzi z badań przeprowadzonych przez Parkera i in. w 1961 roku.
Podczas wykonywania pomiaru dolna powierzchnia płaskiej równoległej próbki (patrz rys. 1) jest najpierw podgrzewana krótkim impulsem energii. Wynikająca z tego zmiana temperatury na górnej powierzchni próbki jest następnie mierzona za pomocą detektora podczerwieni. Typowy przebieg sygnałów przedstawiono na rysunku 2 (czerwona krzywa). Im wyższa Dyfuzyjność termicznaDyfuzyjność cieplna (a z jednostką mm2/s) to specyficzna dla materiału właściwość charakteryzująca niestałe przewodzenie ciepła. Wartość ta opisuje, jak szybko materiał reaguje na zmianę temperatury.dyfuzyjność termiczna próbki, tym bardziej stromy wzrost sygnału.
a: Dyfuzyjność termicznaDyfuzyjność cieplna (a z jednostką mm2/s) to specyficzna dla materiału właściwość charakteryzująca niestałe przewodzenie ciepła. Wartość ta opisuje, jak szybko materiał reaguje na zmianę temperatury.Dyfuzyjność termiczna
ρ: Gęstość
Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp: Pojemność cieplna właściwa
λ: Przewodność cieplnaPrzewodność cieplna (λ z jednostką W/(m-K)) opisuje transport energii - w postaci ciepła - przez ciało o masie w wyniku gradientu temperatury (patrz rys. 1). Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.Przewodność cieplna
T: Temperatura
Wykorzystując czas połówkowy (t1/2, wartość czasu w połowie wysokości sygnału) i grubość próbki (d), dyfuzyjność cieplną(a) i ostatecznie przewodność cieplną (λ) można obliczyć za pomocą wzoru na rysunku 2. Co więcej, ciepło właściwe (Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp) ciał stałych można określić na podstawie wysokości sygnału (ΔTmax) w porównaniu do wysokości sygnału materiału referencyjnego.
Badania LFA zazwyczaj zajmują znacznie mniej czasu niż pomiary przewodności cieplnej za pomocą GHP (Guarded Hot Plate) lub HFM (Heat Flow Meter).
