2004年4月6日
红外线摄像机通过探测物体(包括隐藏在黑夜中的士兵的身体)发出的热量来产生图像。现在，研究人员已经开发出一种技术，可以成像热量通过物体的速度。
热导率——热量流经材料的速率——是一项基本属性，但很难测量和评估。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家们以微米级分辨率对这种性质进行了成像。
“我们的成像技术告诉我们，材料中的热导率是如何随位置而变化的，”大卫·卡希尔（David Cahill）说，他是一位亚博网站下载材料科学与工程亚博老虎机网登录伊利诺斯州威利特学院学者。“这张照片清楚地揭示了热量流动的结构类型。”
卡希尔和他的同事通过测量和绘制样本中数千个位置的热导率来创建图像。该程序基于时域热反射技术，需要在每个位置进行一次测量。这个过程快速而准确。
卡希尔说：“热导率不仅仅取决于材料的组成，因此这种特性很难预测和测量。”。“我们生成的图像有助于我们展示和处理数据，以便进一步分析。”
为了展示他们技术的威力，研究人员对含有铌、硅和钛的样品的横截面进行了热导成像。铌基合金已被提议用于下一代高温涡轮叶片，以取代目前使用的镍基材料。亚博网站下载
“通过观察图像，我们惊讶地发现单个晶体颗粒的热导率有显著变化，”卡希尔说。晶粒在样品中的取向是随机的，每个晶粒传导热量的有效性取决于其取向。
接下来，研究人员计划对实际涡轮叶片的横截面进行成像。卡希尔说：“这张图像应该能揭示金属、粘结涂层和热障涂层的热性能在我们穿过结构时是如何随位置而变化的。”。“这些信息可能有助于提高未来涡轮机的热性能和运行效率。”
合作者包括伊利诺斯州的研究科学家Jeffrey White和博士后研究助理Scott Huxtable以及通用电气全球研究的科学家Ji-Cheng Zhao。国家科学基金会和美国能源部亚博老虎机网登录资助了这项工作。