应用石墨或碳涂层是激光闪点法 (LFM) 分析准确性的基本要求，因为它标准化了样品的光学特性。这种涂层最大化了激光能量的吸收，并确保探测器测量的是样品实际的热辐射，而不是反射光。
涂层的主要功能是将样品转变为近乎完美的“黑体”。这消除了由表面反射率或粗糙度引起的测量误差，确保数据反映材料的真实热扩散率，而不是表面伪影。
优化能量吸收
为了准确测量热学特性，样品必须能够有效地吸收激光提供的能量脉冲。
克服自然反射率
许多材料，特别是金属氢化物，具有天然的反射性或光泽表面。没有涂层，高能激光脉冲的很大一部分会直接从样品上反射出去，而不是穿透样品。
最大化热传递
石墨和碳涂层用于“黑化”表面。通过使材料变暗，可以显著提高激光能量的吸收率。这确保样品获得产生可读信号所需的必要热脉冲。
确保信号纯度
激光闪点法依赖于红外探测器监测样品背面温度的升高。该信号的来源至关重要。
隔离热辐射
探测器必须读取样品散发出的热辐射（热量）。它不应读取仅仅从表面反射的光。
如果表面没有涂层，探测器可能会接收到反射的激光或环境反射。碳涂层阻挡了这些反射，确保捕获的信号完全来自样品的温度变化。
消除表面几何误差
微观表面粗糙度会不可预测地散射光线，导致数据噪声。涂层创建了一个均匀的层，掩盖了这些不规则性。这种标准化消除了通常由不规则表面形貌引起的测量误差。
常见的陷阱要避免
虽然涂层至关重要，但了解不当应用的影响对于数据完整性同样重要。
未涂层样品的风险
在没有涂层的情况下尝试测量光亮或粗糙的样品将导致显著的测量误差。数据很可能显示错误的导热系数值，因为能量输入低于计算值（由于反射）或信号受到污染。
一致性是关键
参考资料强调，涂层消除了粗糙度和反射引起的误差。因此，如果涂层施加不均匀或过厚，可能会引入新的变量。目标是形成一层薄而均匀的层，在不增加显着热质量的情况下改变光学特性。
为您的目标做出正确的选择
为确保您的 LFM 结果有效，请优先考虑以下样品制备步骤：
- 如果您的主要重点是测量准确性：确保涂层均匀施加，以完全黑化表面，从而最大化吸收率和信号纯度。
- 如果您的主要重点是排除异常数据：检查样品表面是否具有反射性或粗糙性；如果是，请重新施加碳涂层以消除基于反射的误差。
正确的表面制备不仅仅是外观上的步骤；它是准确热分析的物理基础。
摘要表：
| 特征 | 石墨/碳涂层在 LFM 中的作用 |
|---|---|
| 能量吸收 | 通过“黑化”反射表面来最大化激光脉冲的吸收 |
| 信号完整性 | 确保红外探测器测量热辐射，而不是反射光 |
| 表面标准化 | 消除由粗糙度和几何形状引起的测量误差 |
| 数据一致性 | 将样品转变为近乎完美的黑体，以实现准确的扩散率测量 |
| 错误预防 | 防止因能量输入不足或信号污染而导致的错误读数 |
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参考文献
- Gabriele Scarpati, Julian Jepsen. Comprehensive Overview of the Effective Thermal Conductivity for Hydride Materials: Experimental and Modeling Approaches. DOI: 10.3390/en18010194
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
