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不透明材料热扩散率PTR测量方法的研究

徐晓明  
【摘要】: 光热辐射技术(简称PTR)是在光声光谱技术(简称PA)基础上发 展起来的一种新型检测技术,由于其有高灵敏度、无损伤的优点,所以不 仅在光学测量,而且在热学参数测量上有广泛的应用。 多年以来,在对于固体表面和次表面特征的非破坏性测量,光热技术 受到了关注。本论文中讨论了一种利用光热技术在室温下测量材料的热扩 散率和热导张量的方法。 第一部分报道了一种用光热辐射(PTR)技术测量不透明材料热扩散 系数的优化方法。从光热辐射理论出发,在一定条件下,推导出位相信号 和调制频率的关系表现为线性关系,分析实验数据并拟合出各向同性材料 的热扩散系数。 第二部分分析了各向异性介质受调制激光束辐照下产生的光热信号, 理论上推导各向异性介质的温度场以及热导率张量;实验上用光热辐射 (PTR)方法测定各向异性介质的热导率张量。对于各向同性和各向异性 材料的热导率的分析,光热辐射方法在理论推导和实验装置上较为简单, 相对于光热偏转技术(Mirage)和红外辐射方法(IR)具有明显的优点, 事实证明光热辐射技术是材料热物理性质测量的一种重要工具。


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