El método Flash
El método Flash
El método Flash es un método para la determinación de la difusividad térmica de distintos materiales.
Para ello, la muestra se somete a un pulso de energía radiante de alta intensidad y corta duración.
La fuente de energía puede ser un láser o una lámpara de destello.
La energía será absorbida por la muestra y emitida de nuevo en la parte superior de la misma.
Esta radiación provoca un aumento de temperatura en la superficie de la muestra.
Este aumento de temperatura se registra en un detector de infrarrojos (IR).
La configuración y el procedimiento de medición esquemáticos se muestran en la siguiente figura.
La señal del detector muestra la duración de la medición y el aumento de temperatura normalizado en la superficie de la muestra, donde se produce el pulso de luz. Para calcular la difusividad térmica, es necesario determinar la línea de base y el aumento máximo de temperatura. Esto se hace mediante un modelo de ajuste adecuado. Además, el modelo determina el momento en que se alcanza la mitad del aumento máximo de temperatura.
La difusividad térmica se calcula con la fórmula siguiente, en la que se describen el grosor de la muestra y el tiempo medio de subida.
Esta fórmula se deriva del modelo físico del comportamiento térmico de una losa adiabática de material de espesor constante, irradiada a temperatura constante con un pulso corto de energía. Aquí se hacen diferentes suposiciones, que difieren de la realidad. Estas desviaciones de la realidad se tienen en cuenta en los modelos de ajuste e incluyen una longitud de pulso finita de la fuente de energía y la pérdida de calor de la muestra en las proximidades.
Conociendo la densidad y la capacidad calorífica específica de la muestra, se puede calcular la conductividad térmica con la siguiente ecuación.
Aquí hay que tener en cuenta que los parámetros dependen de la temperatura. Por tanto, es necesario medir estas propiedades en función de la temperatura para caracterizar el material.
Las ventajas del Método Flash son las mediciones rápidas y no destructivas de muestras de baja a alta conductividad. Además, la geometría de la muestra requerida es sencilla y se pueden investigar muestras pequeñas de fácil preparación.
¿Qué propiedades se determinan con el método Flash?
El método Flash determina la difusividad térmica.
Utilizando un material de referencia adecuado, también es posible medir la capacidad calorífica específica en un método comparativo.
La difusividad térmica, la capacidad calorífica específica y la densidad pueden utilizarse entonces para calcular la conductividad térmica.
Propiedades:
- Difusividad térmica
- Capacidad calorífica específica
- Densidad
¿Qué normas cuentan para el Método Flash?
- ASTM E1461 – Método de prueba estándar de la difusividad térmica por el método flash
- ASTM E2585 – 09(2015) Práctica estándar para la difusividad térmica por el método flash
