Principen för LFA-metoden
Metoden med laser eller ljusblixt går tillbaka till studier av Parker et al. 1961.
Vid en mätning värms först undersidan av ett planparallellt prov (se fig. 1) upp med en kort energipuls. Den resulterande temperaturförändringen på provets övre yta mäts sedan med en infraröd detektor. Signalernas typiska förlopp visas i figur 2 (röd kurva). Ju högre provets värmediffusivitet är, desto brantare blir signalökningen.
a: Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheten mm2/s) är en materialspecifik egenskap för att karakterisera instationär värmeledning. Detta värde beskriver hur snabbt ett material reagerar på en temperaturförändring.Termisk diffusivitet
ρ: Densitet
Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.cp: Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.Specifik värmekapacitet
λ: Termisk ledningsförmåga
T: Temperatur
Med hjälp av halveringstiden (t1/2, tidsvärde vid halva signalhöjden) och provets tjocklek (d) kan värmediffusiviteten(a) och slutligen värmeledningsförmågan (λ) beräknas med hjälp av formeln i figur 2. Dessutom kan den specifika värmen (Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.cp) för fasta ämnen bestämmas med hjälp av signalhöjden (ΔTmax) jämfört med signalhöjden för ett referensmaterial.
LFA-undersökningar tar i allmänhet mycket kortare tid än mätningar av Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga med GHP (Guarded Hot Plate) eller HFM (Heat Flow Meter).
