La méthode Flash
La méthode Flash
La méthode Flash est une méthode de détermination de la diffusivité thermique de différents matériaux.
Pour ce faire, l’échantillon est soumis à une impulsion d’énergie radiante de courte durée et de forte intensité.
La source d’énergie peut être un laser ou une lampe flash.
L’énergie est alors absorbée par l’échantillon et émise à nouveau sur la partie supérieure de l’échantillon.
Ce rayonnement entraîne une augmentation de la température à la surface de l’échantillon.
Cette augmentation de température est enregistrée par un détecteur infrarouge (IR).
Le schéma de l’installation et de la procédure de mesure est illustré dans la figure suivante.
Le signal du détecteur indique la durée de la mesure et l’augmentation normalisée de la température à la surface de l’échantillon, là où l’impulsion lumineuse se produit. Pour calculer la diffusivité thermique, il est nécessaire de déterminer la ligne de base et l’augmentation maximale de la température. Cela se fait à l’aide d’un modèle d’ajustement adapté. En outre, le modèle détermine le moment où la moitié de l’augmentation de température maximale a été atteinte.
La diffusivité thermique est calculée à l’aide de la formule suivante, où l’épaisseur de l’échantillon et le temps de montée sont décrits.
Cette formule est dérivée du modèle physique du comportement thermique d’une plaque de matériau adiabatique d’épaisseur constante, qui a été irradiée à une température constante par une courte impulsion d’énergie. Différentes hypothèses sont formulées, qui diffèrent de la réalité. Ces écarts par rapport à la réalité sont pris en compte dans les modèles d’ajustement et incluent une longueur d’impulsion finie de la source d’énergie et la perte de chaleur de l’échantillon dans le voisinage.
En connaissant la densité et la capacité thermique spécifique de l’échantillon, la conductivité thermique peut être calculée à l’aide de l’équation suivante.
Il faut tenir compte du fait que les paramètres dépendent de la température. Il est donc nécessaire de mesurer ces propriétés en fonction de la température pour caractériser le matériau.
Les avantages de la méthode Flash sont des mesures rapides et non destructives d’échantillons faiblement ou fortement conducteurs. En outre, la géométrie requise pour l’échantillon est simple et de petits échantillons faciles à préparer peuvent être étudiés.
Quelles sont les propriétés déterminées par la méthode Flash ?
La méthode Flash permet de déterminer la diffusivité thermique.
En utilisant un matériau de référence approprié, il est également possible de mesurer la capacité thermique spécifique par une méthode comparative.
La diffusivité thermique, la capacité thermique spécifique et la densité peuvent ensuite être utilisées pour calculer la conductivité thermique.
Propriétés :
- Diffusion thermique
- capacité thermique spécifique
- densité
Quelles sont les normes qui comptent pour la méthode Flash ?
- ASTM E1461 – Méthode d’essai standard pour la diffusivité thermique par la méthode flash
- ASTM E2585 – 09(2015) Pratique standard pour la diffusivité thermique par la méthode Flash
