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Direct Measurement of the In-Plane Thermal Diffusivity of Semitransparent Thin Films by Lock-In Thermography : An Extension of the Slopes Method

Titelangaben

Philipp, Alexandra ; Pech-May, Nelson W. ; Kopera, Bernd A. F. ; Lechner, Anna M. ; Rosenfeldt, Sabine ; Retsch, Markus:
Direct Measurement of the In-Plane Thermal Diffusivity of Semitransparent Thin Films by Lock-In Thermography : An Extension of the Slopes Method.
In: Analytical Chemistry. Bd. 91 (2019) Heft 13 . - S. 8476-8483.
ISSN 1520-6882
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b01583

Angaben zu Projekten

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
VolkswagenStiftung

Abstract

We present an extension of the well-known slopes method for characterization of the in-plane thermal diffusivity of semitransparent polymer films. We introduce a theoretical model which considers heat losses due to convection and radiation mechanisms, as well as semitransparency of the material to the exciting laser heat source (visible range) and multiple reflections at the film surfaces. Most importantly, a potential semitransparency of the material in the IR detection range is also considered. We prove by numerical simulations and by an asymptotic expansion of the surface temperature that the slopes method is also valid for any semitransparent film in the thermally thin regime. Measurements of the in-plane thermal diffusivity performed on semitransparent polymer films covering a wide range of absorption coefficients (to the exciting wavelength and in the IR detection range of our IR camera) validate our theoretical findings.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: lock-in thermography; method development; semi-transparent thin films; thermal conductivity
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Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Eingestellt am: 09 Aug 2019 07:16
Letzte Änderung: 22 Jun 2022 08:52
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/51804