空腔在激光闪光法测量比热中的应用

闪光法测量材料的导温系数、比热和导热系数由W.J.Parker等于1961年首次提出。由于该方法在测量导温系数方面具有许多优点,因此至今仍被广泛采用。但所提出的比热测量方法不仅精度低操作复杂,而且需要两次试验才能得到比热数据,因此无法实现快速综合测试。本文提出的测量比热新方法是基于空腔原理,其要点是在一个密闭的空腔上开一小孔,激光通过该小孔进入空腔内经多次反射后几乎全部被空腔吸收,因此可把空腔看成是一个对光的绝对吸收体。应用空腔原理实现对比热测量的要点是:首先应用一个比热为已知的壳体与样品共同组成一个空腔,二者之间相互绝热,当具有已知能量的激光进入空腔后,经过在腔内的多次反射,该能量最终将被壳体和样品吸收,壳体吸收的能量可通过测定壳体温升求得,因此样品吸收的能量及比热也可随之得到。由于激光是经过聚焦后进入空腔的,因此壳体上的小孔可以做得很小,从而大大减小了把空腔视为绝对吸收体所带来的误差。样品的导温系数可与比热同时测得,导热系数可通过比热、导温系数及密度计算出来。应用本方法测得了Fe、Ni、Cu、Mo等金属的室温比热、导温系数和导热系数,这些数据与有关文献一致。本方法与传统方法比较有如下特点; 1.能在单次激光脉冲作用下,同时获得比热、导温系数、导热系数三个热物理量。 2.样品表面无需特殊加工和处理。 3.比热测量的精度及可靠性高。

APPLICATION OF CAVITY TO FLASH SPECIFIC HEAT MEASUREMENT

Based on the theory of blackbody, a discussion is given of a new method for measuring simultaneously the specific heat and the thermal diffusivity in a single laser flash experiment, along with the presentation of results from such measurement on samples of some metals.