光声技术在固体材料热扩散率测量中的应用

光声（光热）效应是由于物质吸收一强度随时间变化的光束而被时变加热时所引起的一系列热效应和声效应,研究了这些热效应和声效应,可以获得物质的热学和学学性质,光声技术正是探测由于吸收光辐射后样品的微小温度变化所引起的周围气体压力变化,具有灵敏度高、操作方便、应用广泛等独特的优点,已成为研究物质光谱特性、热学性质等的独特有力手段,文章主要介绍了光声技术在固体热扩散率测量中的原理及常规应用方法。     

红外热波成像法测量固体材料热扩散率

本文通过采用连续激光调制对试样周期加热产生稳定的温度波动和红外扫描动态测温的红外热波成像法获得温度波动的相位和幅值分布，测量固体材料热扩散率。介绍了红外热波成像法的测量原理和实验系统，推导了热扩散率测量的相位法、幅值法和相位－幅值复合法。对不锈钢和纯镍试样的热扩散率进行了测试。测量结果表明，该方法具有较高的精度。     

反射式热透镜时变信号测量固体热扩散率的研究

介绍了采用反射式热透镜时变信号测量固体热扩散率的一种简便方法,该方法结合表面热透镜技术原理,采用表面透镜的动态变化和反射的探测光发散的幅度来确定固体的热扩散率,相对于传统的热扩散率测量方法要快捷简单。对较大范围的一系列物质的热学特性进行了实验研究,证明了其实用性。     

一种光声检测材料热扩散率的新方法

本文介绍采用前表面激发的光声检测材料热扩散率的新方法及其检测原理。用该方法对纯铁、纯铜、黄铜、铝以及人造金刚石砂粒的热扩散率测定结果表明,它与通常背激发的光声技术和激光导热仪的测量结果是一致的。     

用激光引发热反射栅方法测量固体热扩散率

阐述了用脉冲激光引发瞬态热反射栅的方法来测量固体材料热扩散率的理论、实验装置和实验技术．给出用该实验方法测得的纯硅和纯铜的热扩散率，并与文献数据进行了比较，结果表明该方法是一种适用于不透明固体材料热扩散率测量的无损、快速和准确的方法．     

线性调频光声检测薄膜材料的热扩散率

在光声检测中,对激光强度作线性调频调制是一种兼有脉冲和单频调制优点的一种宽带调制技术.它比伪随机噪声编码调制具有更宽的频带,它的自相关函数也更接近于δ函数.在光声检测中,它已用来检测试样的脉冲响应或频率响应,并由此而确定材料的力学、热学特性.本文将简述该方法的基本原理及对薄膜材料热扩散率的测量结果.     

采用激光光热透射技术测量材料的热扩散率

介绍利用激光光热透射技术测量材料热扩散率的方法，用该方法测量黄铜，纯铁、铝、纯铜及锗的热扩散率，其结果与能常采用的检测手段一致。     

各向异性材料的热扩散率的分析

在理论上分析了各向异性材料的热扩散率，给出了沿表面任意方向的热扩散率与主热扩散率的关系，从而为实验确定材料中任意方向的热扩散率提供了理论依据。     

薄膜材料横向热扩散率的热辐射检测

利用薄膜材料横向尺寸远大于其厚度的特点，通过测量横向传播热波的幅值和相位来确定薄膜的热扩散率是可行的，本文介绍带有背衬的薄膜的横向热扩散率的检测理论，以及利用非接触的热辐射技术对金刚石－硅复合膜的检测结果。     

薄膜材料横向热扩散率的热辐射检测

利用薄膜材料横向尺寸远大于其厚度的特点，通过测量横向传播热波的幅值和相位来确定薄膜的热扩散率是可行的．本文介绍带有背树的薄膜的横向热扩散率的检测理论，以及利用非接触的热辐射技术对金刚石一硅复合膜的检测结果．     

固体激光光折变自适应光外差探测技术研究

依据光折变晶体中自抽运与互抽运相位共轭共存的特性，提出了一种新型的光折变自适应光外差探测系统，并利用相干性较差的固体激光器进行了自适应光外差探测的实验研究。该系统具有结构简单、干扰和外差探测灵敏度高等优点，在光通信、激光雷达等许多领域内都具有重要的实用价值。     

周期热流法测量复合膜热扩散率的分析

在周期加热下薄膜二维导热分析的基础上，探讨了复合股非稳态导热的数值分析方法，并计算了使用周期热流法测量复合膜面向热扩散车时试样上温度波相位和幅值的分布．指出复合膜各膜层导热性质相差很大时，膜材料面向导热与基于一线导热分析的结果是不同的，为复合膜的测量提供了理论基础．     

固体电解质双电层电容静电容量的测定

固体电解质双电层电容器是新近崛起的很有发展前途的电化学器件.它可具有远远超过其它电容的特大静电容量,而自身体积却很小,它可作为二次贮能元件,具有电池和电容器的双重功能,广泛应用于贮能、记忆积分和长时间定时等方面.我们在实验室用价格低廉,化学性能稳定,具有 10-3-10-4(Q·cm)-1中等离子电导率的固体电解质材料制作了静电容量为0.1F、几何尺寸为 φ13mm×6mm的固体双电层电容器.本文对其充、放电特性和静电容量测量进行深讨. 测量固体电解质双电层电容器的方法一般为恒流沽和恒压法.实测结果表明,这种电容具有一定量的脑电流,具有…     

碳纳米管纤维及薄膜的热导率和热扩散率研究

宏观碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)薄膜的成功制备是发展有机热电材料的一个重要方向。由于CNT薄膜厚度仅为200 nm且多孔、粗糙度大,对其热学特性表征极为困难。本文提出应用3ω技术测量由单壁(Single-walled,SW)CNT薄膜卷曲成的宏观纤维的热导率和热扩散率,讨论了卷曲层数对结果的影响及估算薄膜面向热导率和热扩散率的思路。所研究的两个SWCNT薄膜的面向热导率为3.4 W/(m·K)和2.0 W/(m·K),热扩散率为24 mm~2/s和21mm~2/s。结果表明SWCNT薄膜将为发展低成本有机热电材料领域做出贡献。     

压电光声位相对热扩散率的分析研究

压电光声光谱法研究样品热扩散率的实验中,仪器贡献位相的影响使得实验结果远离理论预测结果。在分析仪器贡献位相产生因素后认为,由于光声池本身引起的位相贡献可以忽略,在同一检测系统内如果保持其他实验条件不变,可按稀土固态配合物配体和中心离子的光声位相计算得到仪器位相贡献,并以铝制样品为参考对热扩散率进行测算。实验结果和真实值的匹配说明在一定频率范围内通过差减仪器贡献位相可以得到比较满意的结果,但在低频率范围,公式的简化没有充分根据,所以带来结果上的偏差。此外,还把压电光声法应用到植物叶片的检测中。并根据实验获得的压电光声仪器贡献位相计算莲花玉兰叶片的热学参数。     

应用激光闪光法测定半导体融体的热扩散率

本文开发了半导体融体的热扩散率的测量装置。通过引入石英玻璃试样容器将激光闪光法扩展到适合于融体试样。首先在实验及理论上研究了石英玻璃层对试样的热辐射及温度相应的影响,结果发现在室温以上温度范围,石英玻璃层的存在只减小红外辐射探测器的信号幅度但不改变时阃变化历程。由闪光法的原理,包含石英玻璃层的复合试样则可以作为单层试样处理。根据这一原理,我们首次对三元红外半导体融体In1-xGaxSb在不同组分时,温度范围800K至1200 K的热扩散率进行了测量。     

光热偏转技术测量Sr_(2-x)Sm_xFeMoO_6材料的热扩散率

采用固体烧结法制备了Sr2-xSmxFeMoO6(x=0,0.03,0.05,0.08,0.10,0.13,0.15,0.20)多晶结构样品,用X射线衍射对材料的结构进行了检测。通过光热偏转技术方法对该材料的热扩散率进行了研究,给出了掺杂比例与材料热扩散率的关系曲线,结果发现Sr2FeMoO6样品随着参杂Sm浓度的增加,结构发生变化的同时,样品的热扩散率也随着波动变化。这与文献[1]中给出的结论有明显不同,从声子、电子、自旋及其相互作用角度揭示了与文献[1]不同的根本原因;并且从x射线和热扩散率两个角度给出了样品Sr2-xSmxFeMoO6结构转变的参杂比例在10—13%的范围,说明光热偏转技术方法是研究参杂镧系元素的双钙钛矿结构和电子参杂效应的可行有效方法。     

关于利用激光光束偏转法测量热扩散率的研究

本文介绍了激光光束偏转法测量材料热扩散率的原理,从理论上分析了光的粒子性和光的衍射限制了该方法对热扩散率的测量精度,指出了提高测量精度的关键在于提高信号对光束偏转的灵敏度为此给出了一种带有Ronchi光栅的迈克耳孙干涉仪的探测装置,从而使灵敏度提高了约5.3倍.     

激光加热的周期热流法测量薄膜的热扩散率

本文采用激光作为期期热源。用周期热流法测量了厚度为30μm-100μm的不锈钢、钼和铜等薄膜的热扩敞率,工作温度从室温到300℃.从理论上分析了测量过程中出现的散热效应、二维效应、空气层参与效应及端部效应等,提出了修正的方法。     

拉曼闪光法测量纳米薄膜热扩散率的理论分析

本文基于圆柱坐标径向一维非稳态导热模型和激光拉曼测温技术提出了瞬态激光拉曼方法(拉曼闪光法)用于测量纳米薄膜材料径向的热扩散率。拉曼闪光法使用方波脉冲激光周期加热圆形孔上悬浮的薄膜样品,在热量传递到达基底之前,通过改变激光脉冲宽度或改变激光光斑半径大小的方法可以消除激光吸收率并获得纳米薄膜的热扩散率。灵敏度和误差分析表明改变激光光斑半径比改变激光脉冲宽度的方法具有更好的测量精度。