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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

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00006422
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6422-6

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 der Verlagsversion: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b01583

Volltext

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Version: Veröffentlichte Version
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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.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: lock-in thermography; method development; semi-transparent thin films; thermal conductivity
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Kolloidale Strukturen und Energiematerialien - Univ.-Prof. Dr. Markus Retsch
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Institut für Makromolekülforschung - BIMF
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Zentrum für Kolloide und Grenzflächen - BZKG
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 840 Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie
Forschungseinrichtungen > EU-Projekte > VISIRday
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Forschungseinrichtungen > EU-Projekte
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6422-6
Eingestellt am: 23 Jun 2022 06:17
Letzte Änderung: 23 Jun 2022 06:28
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/6422

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