Modele avansate necesare pentru analiza blițului laser
Pentru analiza blițului laser, sunt necesare modele avansate, deoarece experimentele reale nu îndeplinesc niciodată ipotezele ideale incluse în modelul de bază Parker. Prin urmare, datele necorectate furnizează valori incorecte pentru difuzivitatea termică și conductivitatea derivată/căldura specifică.
Evaluarea classic Parker presupune următoarele:
- Condiții perfect adiabatice (nicio pierdere de căldură către mediul înconjurător).
- Aport de energie instantaneu, uniform în spațiu, la fața frontală;
- Un flux de căldură unidimensional printr-o probă omogenă, opacă, cu o acoperire perfectă a suprafeței.
În aceste ipoteze, relația simplă α = 0,1388 d2/t1/2 (grosime d, timp de semiînălțare t1/2) este valabilă.
În practică, niciuna dintre aceste ipoteze nu este strict adevărată, în special la temperaturi ridicate sau atunci când se lucrează cu probe subțiri sau translucide.
Mai multe corecții și modele avansate sunt implementate în software-ul pentru analiza cu bliț laser (LFA) pentru a obține cea mai mare precizie. Pentru a îmbunătăți ajustarea și a obține cele mai bune rezultate, toate modelele sunt disponibile în mod implicit cu corecții de impuls și de linie de bază. Utilizatorul este liber să dezactiveze aceste corecții pentru semnalele de măsurare. În plus, toate modelele iau în considerare pierderea de căldură.
Îmbunătățiri la corecția impulsurilor care afectează toate modelele
În analiza blițului laser este necesară corecția pulsului (lățime finită a pulsului) deoarece pulsul laser nu este cu adevărat instantaneu. Această neidealitate denaturează în mod direct curba timp-temperatură utilizată pentru a calcula difuzivitatea termică.
În cea mai recentă versiune a software-ului de analiză, o corecție rafinată a impulsului permite analiza precisă a probelor care necesită o rezoluție temporală excepțională. Acest lucru este avantajos pentru probele subțiri, foarte conductive sau atunci când pulsul de lumină se suprapune semnificativ cu răspunsul termic.
Utilizatorul poate select între:
- Piața echivalentă
- Centrul de gravitație
- Corecția dublă exponențială a impulsului
Aplicarea corecției impulsurilor influențează ajustarea modelului, după cum demonstrează simulările pentru materiale cu difuzivitate termică ridicată (a se vedea mai jos). Relevanța corecției apare la simularea diferitelor lungimi de impuls: fără corecție, difuzivitatea calculată scade cu impulsuri mai lungi, în timp ce corecția exponențială o menține aproape constantă.
Acest lucru permite determinarea rapidă a difuzivității termice indiferent de lungimea impulsului.
Importanța corecției pulsului
Importanța corecției impulsurilor devine mai evidentă atunci când se însumează diferite lungimi ale impulsurilor, după cum se arată mai jos.
Pentru datele necorectate, difuzivitatea termică calculată scade odată cu creșterea lungimii impulsului. Cu toate acestea, atunci când se aplică o corecție exponențială a impulsurilor, difuzivitatea rămâne aproape constantă în intervalul simulat de lungimi ale impulsurilor. Această corecție permite oricărui utilizator să evalueze rapid difuzivitățile reale ale probelor.
