热扩散系数、导热系数怎么测？石墨烯创新中心这台激光导热仪了解一下

激光导热仪原理及应用

激光导热仪主要用于材料导热性能的测试。表征材料导热性能的参数主要有热扩散系数、导热系数、比热。导热性能的表征方法有很多种，主要有热流法、瞬态平面法、激光闪射法等，其中激光闪射法也称作闪光法和激光法，基于激光闪射法理论设计而成的导热仪就叫做激光导热仪。

激光导热仪可以直接测试得到材料的热扩散系数，同时可以测试得到材料的比热，已知比热和热扩散系数，可以计算得到导热系数，尤其适用于高导热材料和高温下的导热性能的测试，广泛应用于材料、汽车、航天、电子、化工、能源等领域。

• 电子器件：芯片散热材料、导热硅脂的性能优化
• 新能源：电池隔膜、热电材料的热管理评估
• 建筑与航天：隔热涂层、复合材料的导热系数测定
• 科研机构：新型纳米材料、超导体的热行为研究

创新中心设备参数

LFA 467

• 温度范围：-100 ~ 500 ℃
• 红外检测器：InSb；MCT
• 脉冲宽度：10~1200 us
• 样品形状：圆形，方形
• 样品直径：6~25.4 mm
• 样品厚度：< 0.1~6 mm
• 样品数：16（max.）
• 样品形态：固体、液体、粉末、薄膜、纤维等
• 测量气氛：氧化、惰性、负压

激光导热仪测试要点

激光导热仪测试要点：

1. 样品须为端面平行而光滑的片状固体材料，内部材质均匀；
2. 选择合适的样品形状与尺寸（根据模具尺寸规格而制作）；
3. 根据不同的样品材料选择合适的样品厚度。一般的建议值如下：
   • 高导热材料，热扩散系数>50m㎡/s（如金属单质、石墨、部分高导热陶瓷等）：建议厚度2～4mm；
   • 中等导热材料，热扩散系数在1～50m㎡/s之间（如大部分陶瓷、合金等）：建议厚度1～2mm；
   • 低导热系数，热扩散系数<1m㎡/s（如塑料、橡胶、玻璃等）：建议厚度0.1～1mm。高导热样品制的厚一些，低导热样品制得薄一些。
4. 表面涂覆（喷碳）
   • 除了少数深色不透明、表面色泽均匀、反射率低的样品外，对于一般的样品均需进行表面涂覆，涂覆材料通常使用石墨，目的是增加样品表面对光能的吸收比与红外发射率，且对透明／半透明样品使光能仅在表层吸收并进行表层检测，避免透射／深层吸收／深层检测现象。
   • 石墨涂层的厚度应适度，既能保证材料表面的均匀有效遮覆，同时又不能太厚，否则最终样品将类似于石墨-样品-石墨的三层复合材料，尤其在样品本身较薄、热扩散系数又较高的情况下，石墨层与界面层的热阻不可忽略，将导致测得的热扩散系数偏低。
   • 另对于高透明度的样品，若石墨涂层不足以有效阻挡光透射，可考虑将样品表面镀金。但镀金后的样品仍需喷涂石墨，以提高光能的吸收比与吸收均匀性。