激光闪光法测试铝合金导热系数

     自Parker提出用激光脉冲技术测量材料的热物理性能（导热系数、热扩散系数、比热容）以来, 由于这种测量技术具有所用试样小、测试周期短、温度范围宽等一系列优点而得到广泛的研究和应用。试样测试原理如下图：

    激光导热仪主要由激光器、真空炉、测温仪和检测系统组成。激光器为固体钕玻璃单灯激光器,能量为10～20 J, 连续可调, 脉冲时间小于0. 5 ms。真空加热炉为电阻丝炉, 电压低于70 V, 电流小于7A, 功率小于500 W, 真空度为4×10- 3 Pa。检测系统主要由放大器、A/ D 转换器和计算机三部分组成。A/ D 转换器采用12 位高速芯片AD574, 有12 个通道, 以0 通道作为有效信号模拟量的输入, 1 通道作为同步启动输入。为保证脉冲信号与氙灯触发枪体同步, 从激光电源高压线圈包初级两端取电压( 直流电压约150 V) , 经变压器转换为小于5 V (直流电压) 。为防止激光触发瞬间大电容放电所造成的强电干扰, 将触发信号经光电耦合输入至1 通道, 启动A/ D, 采集实测数据1 000 点, 参照Parker 模型进行数据处理及计算。

     实验测量了铝合金由室温至500 ℃的热扩散率、比热和导热系数, 结果见图5(a) 。铝合金的成分(质量分数, %) 为: Si23. 0; Fe 2. 8; Cu 4. 3; Ni 3. 0; 余Al。铝合金样品尺寸：圆片直径12.7mm，厚度1-4mm。测试结果如图：

    通过建立激光导热系数仪中的计算机系统, 能够更好地了解激光辐照时试样背面瞬时温升的过程,提高测量材料热物理性能的精度, 使测量更加快速和准确。