基于连续激光加热法测量金属材料的比热容

作者：周逸; 林鸿; 冯晓娟; 邱萍; 刘薇; 张金涛^*

来源：计量学报, 2021, 42(11): 1443-1453.

• 计量学
• 比热容
• 连续激光加热法
• 金属材料
• 准稳态
• 热损失修正

提出了一种基于连续激光加热测量金属材料比热容的方法。建立有限尺寸试样在连续加热条件下的传热和准稳态测量模型,使用COMSOL Multiphysics仿真软件进行数值模拟验证。考虑实际测量过程中金属试样存在热损失,对模型进行了热损失修正,仿真验证了在试样表面综合传热系数小于80 W/(m2·K)的情况下,修正后的测量模型偏差小于±0.81%。使用532 nm连续激光器作为加热源,加工了TC4钛合金、316 L不锈钢、45钢、7075铝合金和T2紫铜等金属试样并在试样上打微孔,对受热面喷涂石墨,使用极细K型热电偶对试样内部温升进行测量,并使用T2紫铜的参考值对系统参数进行标定。实验结果表明,在常温下实验装置的测量重复性优于0.91%,各金属试样测量结果平均值与数据手册参考值的相对偏差均小于±3.1%。测量结果相对扩展不确定度为U=3.66%(k=2)。

• 单位
  中国计量科学研究院