基于激光誘導(dǎo)的材料熱擴(kuò)散率檢測.pdf

1、本論文采用基于激光誘導(dǎo)的檢測方法：改進(jìn)后的光聲壓電法與時頻域光熱輻射技術(shù)分別對工程塑料及金屬膜材料的熱擴(kuò)散率進(jìn)行了測量，得到了有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 1、改進(jìn)后的光聲壓電(PAPE)法對工程塑料熱擴(kuò)散率的研究。首先，基于傳統(tǒng)的PAPE理論模型對改進(jìn)后的PAPE理論進(jìn)行了推導(dǎo)，并搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其次，通過對參考樣品鋁和聚四氟乙烯(PTFE)的檢測完成了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。最后，對八種常用工程塑料的熱擴(kuò)散率進(jìn)行了測量，測量結(jié)果

2、顯示其熱擴(kuò)散率均小于0.4mm2/s，具有良好的隔熱性能。通過理論和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，改進(jìn)后的光聲壓電法可以準(zhǔn)確測量工程塑料的熱擴(kuò)散率。
　　 2、頻域光熱輻射(PTR)技術(shù)對金屬膜材料熱擴(kuò)散率的檢測。首先，建立了頻域PTR理論的溫度場和輻射場理論模型。其次，介紹了真空腔的設(shè)計(jì)與制作，并搭建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。再次，在不同真空度下，對不銹鋼、黃銅、紫銅三種金屬膜材料的測量結(jié)果表明，空氣對熱輻射信號有很大影響，真空腔的制作是很有必要

3、的。最后，對真空度為10?3帕?xí)r的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論曲線擬合。結(jié)果表明頻域PTR技術(shù)可以較準(zhǔn)確的測量金屬膜材料的熱擴(kuò)散率。
　　 3、時域PTR技術(shù)對金屬膜材料熱擴(kuò)散率的檢測。首先，根據(jù)頻域PTR理論及疊加定理推導(dǎo)出時域PTR理論的溫度場和輻射場表達(dá)式。其次，根據(jù)理論模型搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，得到不銹鋼、黃銅、紫銅三種樣品在調(diào)制頻率為1Hz、3Hz、5Hz、7Hz時的熱輻射信號幅度隨時間的變化曲線。最后，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行壞點(diǎn)處理及單周期提取，