从激光闪射实验计算热扩散率的后表面积分法

测量固体热扩散率的激光闪射法包括对小样品前表面施加辐射能热脉冲，并记录相对（后）表面产生的温升。对于绝热情形，广泛使用的标准方法通过后表面温升历史计算半升时间（温升达到其最大值一半所需时间）来估计热扩散率。在本文中，我们发展了一种新颖的替代方法，将热扩散率精确地表示为后表面温升曲线与随时间变化的稳态温度所围面积的函数。对该积分作数值近似得到了一个涉及后表面温升历史的简单热扩散率公式。利用合成实验数据，我们证明新公式对典型测试用例给出的热扩散率估计比标准方法更准确且变异更小。文章结尾简要评论了将新方法扩展以考虑样品热损失。