Cu₂S相变过程中热扩散系数的精确测量和解析

陈弘毅^1,2,3，史迅^1,2，陈立东^1,2，仇鹏飞^1,2

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院3. 上海科技大学

摘 要：材料发生相变时,其结构和物理性能可能会发生剧烈的变化。采用激光闪射法测量热扩散系数时,激光照射样品可能会伴随有光吸收/发射现象以及温度的显著升高,导致其测量值偏离真实值。本工作以Cu₂S为研究对象,发现激光照射样品后,光吸收/发射的影响很小可以忽略,但样品温度的升高则会明显影响热扩散系数的测量。通过构建具有不同石墨层厚度的石墨/Cu₂S双层结构,利用石墨层减弱激光照射时Cu₂S样品的温度增加幅度,成功使热扩散系数出现显著降低的起始温度接近采用DSC测量材料发生相变的起始温度。本研究进一步建立了石墨/Cu₂S双层结构样品的热流输运模型,从石墨/Cu₂S双层结构样品的实验测试热扩散系数中解析出了Cu₂S在相变区间的本征热扩散系数。本工作对于理解和精确表征具有相变特征的离子导体热电材料、光敏、热敏材料的热扩散系数具有重要的意义。

关键词：热扩散系数;Cu2S;相变;