基于连续激光加热法测量金属材料的比热容

摘要：

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 Muhiphysics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).

关键词：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

所属期刊栏目：42

分类号：TB941(计量学)

资助基金：国家重点研发计划2016YFF0101707

在线出版日期：2021-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1443-1453