非稳态瞬态热流法：一种测量热量的方法

非稳态瞬态热流法是指对试样施加一个能产生脉冲式或阶跃式热量的加热源，通过测量试样的温度变化来确定材料的热扩散率的方法。瞬态热流法中最常用的是闪光法。

闪光法是应用得最广的一种测量材料热扩散率的方法，它具有测量周期短、温度范围宽（-196～3000℃）和准确度高等优点。该方法所采用的试样是厚度远小于其直径的圆形薄片试样。测量时对试样的一面施加脉冲热流，然后根据试样另一面的温度变化情况确定材料的热扩散率，其实验原理图如图5-8所示。

图5-8 闪光法实验原理图

根据傅立叶定律，不透明材料的热扩散率可以通过下式计算：

式中 α——试样的热扩散率，单位为m²/s；

L——试样的厚度，单位为m；

t₁/2——试样的另一面温度达到最大温升一半时所需要的时间，单位为s。

用闪光法测量材料热扩散率时应满足如下条件：(www.xing528.com)

1）热传导方式为一维热传导，即试样内部只存在一维热流，不存在侧向的热量损失。

2）圆形薄片试样应材质均匀、各向同性，并且材料的物理性能可以作为常量处理。

3）试样在被施加脉冲热流时，均匀受光辐照，并在表面极薄层内被吸收。

4）光辐照的加热时间远小于温度在试样变化的时间。

闪光法的测量误差主要来自测量误差和原理误差两个方面。测量误差是各测量值存在误差，原理误差是测量系统和测量条件未完全满足实验原理所需条件而造成的误差。因此，为了测量到材料准确的热扩散率值，常常都需要对结果作出分析和修正后才能得到准确值。

得到试样的扩散率后，再根据式（5-18）即可求出材料的热导率。