材料的熱物理性質及最終產品的導熱優(yōu)化性能在各工業(yè)應用領域中越來越重要。經過幾十年的發(fā)展,閃射法已成為測量各種固體、粉末和液體熱擴散系數(shù)和熱導率相當常用的測量方法。
LINSEIS LFA500 是一種通用型熱擴散/導熱系數(shù)測試儀,可以同時測量多達18個樣品的熱擴散系數(shù)、導熱系數(shù)和比熱值。
LFA – 剖面圖
原理:
將樣品放置在爐體自動進樣器內,并將爐體加熱到程序設定的溫度下。在該溫度下樣品底部受到能量脈沖(氙燈)照射 ,此能量脈沖在樣品頂部產生一個均勻的溫度上升過程。通過一個高速紅外探測器測量樣品上表面所產生的溫升,熱擴散系數(shù)可以根據(jù)溫度上升與時間的關系數(shù)據(jù)計算得到。
高溫配置
Light Flash系列 — LFA 500可根據(jù)需求選擇不同的爐體(-50至500°C,RT至500/1000°C/1250°C,1450°C<帶增壓>)。
自動進樣器
LINSEIS LFA 500均配備自動進樣器,擁有優(yōu)異的樣品處理能力。LFA 500–500/1000最多可同時測量18個樣品,LFA 500/1250最多可同時測量5個樣本。
“DOUZA”軟件組合模型
采用閃射法同時進行熱損失和有限脈沖修正的綜合解決方案,適用于所有型號。
DOUZA – 適用于半透明樣品的組合模式
鑒于半透明樣品的特性,DOUZA 模型確保了的測量結果。
高速紅外檢測器或微型加熱爐
快速冷卻及加熱帶來強大的測樣處理能力;低質量爐擁有的控溫能力,確保樣品溫度波動不引起測量誤差。
型號 | LFA 500 |
溫度范圍 | -100/-50 °C至 500 °C |
加熱速率 | 0.01 至 100 K/min |
脈沖源 | 氙燈 |
脈沖能量 | 15 J/Pulse |
脈沖能量可調 | 是 |
熱擴散系數(shù)測量范圍 | 0.01 至 2000 mm2/s |
熱導率測量范圍 | 0.1 至 4000 W/(m?K) |
Cp重復性 | ±3% (多數(shù)材料) |
熱擴散系數(shù)重復性 | ±1.9% (多數(shù)材料) |
Cp準確度 | ±5% (多數(shù)材料) |
熱擴散系數(shù)準確度 | ±2.4% (多數(shù)材料) |
脈沖間隔可調 | 軟件控制 |
樣品 | 固體,液體,粉末,糊狀物,薄膜或其他材料 |
樣品尺寸 | φ3, 6, 10, 12.7 , 25.4 mm |
傳感器類型 | InSb, LN2 cooled |
樣品厚度 | 薄膜 至 6 mm厚 |
樣品數(shù)量 | 自動進樣器最多可同時測量18個樣品 |
樣品支架 | 石墨, SiC, Al2O3, 金屬 (其他需求可定制) |
氣氛 | 惰性,真空,氧化,還原 |
數(shù)據(jù)采集速率 | 2 MHz |
所有的LINSEIS熱分析設備均由PC控制,各個軟件模塊僅在Microsoft®Windows®操作系統(tǒng)上運行。整個軟件由3個模塊組成:溫度控制、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)評估。與其他熱分析系統(tǒng)一樣,LINSEIS 32位軟件也具有測量準備、執(zhí)行和評估的所有基本功能。
LFA特點
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脈沖校正
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熱損修正
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2層或3層結構樣品測量模式
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評估模型向導
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比熱測定
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多層系統(tǒng)中的接觸電阻測定
評估軟件
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相關測量數(shù)據(jù)可自動或手動輸入(密度、比熱)
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模型向導:選擇合適的模型
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脈沖校正
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熱損校正
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多層模型
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接觸電阻的測定
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比較法測定Cp(比熱)
測量軟件
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簡單和友好的數(shù)據(jù)輸入界面:溫度段,氣體等
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可控自動進樣器
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軟件自動顯示能量脈沖后的測量校正。
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多樣本全自動測量程序
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯是一種多用途材料,可用于多種不同行業(yè)/應用,如化工和石化行業(yè):由于聚四氟乙烯的化學惰性和耐腐蝕性,可用于容器襯里、密封件、墊片、墊圈、鉆井零件和密封墊。在實驗室應用中,由于其耐化學品性和表面耐污染特性,可用于管材、管件和容器。在電子工業(yè)中:作為間隔墊片、管套形式的隔熱材料。類似的純聚四氟乙烯已被FDA批準用于制藥、飲料、食品和化妝品行業(yè)中的輸送部件、滑塊、導軌以及烤箱和其他加熱系統(tǒng)中使用的其他部件。在半導體行業(yè)中:在電容器等分立元件的生產和芯片制造過程中用作絕緣體。
玻璃陶瓷的熱導率、熱擴散率和比熱率
標準玻璃陶瓷(BCR 724)使用LFA 500測量得到參數(shù)。從塊狀材料中制備厚度為1mm、直徑為25mm的小圓盤并涂覆石墨進行測量。LFA 500直接給出熱擴散系數(shù)。在相同條件下,同一樣品不同位置的玻璃陶瓷,用比較方式得到Cp值,利用此方法,用密度、比熱和熱擴散系數(shù)三者的乘積得出導熱系數(shù)。結果表明,Cp值隨溫度升高而增加,熱擴散系數(shù)和導熱系數(shù)則略有下降。
石墨的導熱系數(shù)
使用LFA 500對石墨樣品進行研究。在RT-1100°C之間的幾個溫度下直接測定熱擴散系數(shù)。同一測試條件下,以已知的標準石墨在第二樣品位置作為基線來確定比熱容。由樣品的熱擴散系數(shù)、比熱和密度計算出相應的導熱系數(shù)。結果表明在500°C以上,隨溫度升高,導熱系數(shù)曲線呈典型的線性下降趨勢,熱擴散系數(shù)曲線則呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài),Cp值略有增加。
玻璃陶瓷的熱擴散系數(shù)
康寧的耐高溫陶瓷使用LFA500測量各項熱物理性參數(shù),此耐高溫陶瓷常用作各種應用測試的標準物質。18次單獨測樣過程使用18個同一樣本不同位置切出的樣品。實驗結果表明,在RT-600°C范圍內,熱擴散系數(shù)值范圍偏差在±1%之間,體現(xiàn)了LFA 500*的熱擴散系數(shù)重復性。