熱物理パラメータ
レーザーフラッシュ分析の仕組み
レーザーフラッシュ分析は、主に少量のサンプルの固体や液体の検査によく使用されます。
ASTM E1461に準拠しています、 DIN EN 821および ASTM C714.
この方法は、1961年に3つの熱物性値cp、a、λを測定するための分析を開発したParkerらに遡る。
レーザーの原理 レーザーフラッシュの原理は、試料の下側にエネルギーを垂直に印加することに基づいています。試料の下側にエネルギーが入力され、試料の上側にエネルギーが出力されるまでの時間オフセットを利用して、試料材料の熱拡散率を決定します。
熱拡散率は温度に依存するため、試料はオーブンで目的の温度に加熱され、その後の測定は等温プロセスで行われる。
そのため、試料の底面に短パルスのエネルギー（キセノンフラッシュランプまたはレーザー）を照射する。
吸収されたエネルギーは、試料表面の薄い層の温度上昇を引き起こす。
この温度上昇は試料全体に広がるため、試料の上面でも温度上昇が起こり、赤外線検出器によって時間の関数として記録される。
試料の厚さd（単位：cm）が既知の場合、熱拡散率a（単位：cm2/s）は、解析的温度上昇関数に基づき、温度上昇の時系列から次式により算出することができる：
しかし、この計算には、試料による熱の損失や、無限に短くないエネルギーパルスの持続時間は反映されていません。 実際のところ、供給された熱の一部は、放射、対流、または試料周辺への熱放散によって失われます。 これらの影響は、反復近似解などのさまざまな数学的処理によって補正され、特別な評価ソフトウェアに実装されているため、最終的にレーザーフラッシュ法は、広い温度範囲にわたって非常に正確な測定結果を提供します。
レーザーフラッシュ分析によるCpの決定
特性cpは、レーザーフラッシュ分析を用いた比較方法によって決定することができる。
そのため、LFA装置はcpが既知のリファレンスを使用して校正されます。
その後、サンプルをまったく同じ条件（寸法、グラファイトコーティング、温度プログラム）で測定します。
相関関係を通じて
試料の比熱容量は、次のようにして求めることができる。
試料物質の密度も測定しておけば、相関を利用して λを計算することができる。
さらに、比熱容量は動的示差走査熱量測定（DSC） を用いて測定することができる。 示差走査熱量測定(DSC).
