材料的熱物理性質(zhì)及最終產(chǎn)品的導(dǎo)熱優(yōu)化性能在各工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中越來越重要。經(jīng)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(kuò)散系數(shù)和熱導(dǎo)率相當(dāng)常用的測量方法。
Linseis LFA 1000激光導(dǎo)熱儀采用模塊化設(shè)計(jì)，測量熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率和比熱?？?strong>同時測量3個/6個/18個樣品，并可提供三個可更換爐體，可測溫度范圍從-125—2800℃。
可選擇多種不同樣品支架，分別適用于固體、液體、熔融物和熔渣等材料。緊湊的設(shè)計(jì)使硬件與電子元件可分離，安裝外罩即可適用于核應(yīng)用。
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型號 |
LFA 1000 |
LFA 2000 |
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溫度范圍 |
-125 ℃/ -100 ℃ 至 500℃ |
RT 至 2000℃ |
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脈沖源Nd |
Ng:YAG Laser 25 J/次 |
Ng:YAG Laser 25 J/次 |
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溫度測量 |
無接觸紅外探測器 (InSb or MCT) |
無接觸紅外探測器 (InSb or MCT) |
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熱擴(kuò)散系數(shù)測量范圍 |
0.01 mm2/s 至 1000 mm2/s |
0.01 mm2/s 至 1000 mm2/s |
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熱導(dǎo)率測量范圍 |
0.1 W/m·k 至2000 W/m·K |
0.1 W/m·k 至2000 W/m·K |
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樣品尺寸 |
? 3, 6, 10, 12.7 … 25.4 mm， |
? 6, 10, 12.7 … 25.4 mm |
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樣品厚度 |
最大可測 6 mm |
最大可測 6 mm |
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可測樣品量 |
自動進(jìn)樣器：3， 6或 18樣品量 |
自動進(jìn)樣器：3樣品量 |
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樣品支架 |
金屬/SiC/石墨 |
金屬/SiC/石墨 |
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液體樣品支架 |
可選 |
可選 |
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氣氛 |
惰性、氧化、還原、真空 |
惰性、氧化、還原、真空 |
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加熱速率 |
0.01 至20 K |
0.01 至20 K |
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數(shù)據(jù)采集速率 |
2 MHz |
2 MHz |
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接口 |
USB |
USB |
所有的LINSEIS熱分析設(shè)備均由PC控制，各個軟件模塊僅在Microsoft®Windows®操作系統(tǒng)上運(yùn)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(zhǔn)備、執(zhí)行和評估的所有基本功能。
LFA特點(diǎn)
精脈沖校正
熱損修正
2層或3層結(jié)構(gòu)樣品測量模式
評估模型向?qū)?/span>
比熱測定
多層系統(tǒng)中的接觸電阻測定
評估軟件
相關(guān)測量數(shù)據(jù)可自動或手動輸入（密度、比熱）
模型向?qū)В哼x擇合適的模型
脈沖校正
熱損校正
多層模型
接觸電阻的測定
比較法測定Cp（比熱）
測量軟件
簡單和友好的數(shù)據(jù)輸入界面：溫度段，氣體等
可控自動進(jìn)樣器
軟件自動顯示能量脈沖后的測量校正。
多樣本全自動測量程序
玻璃陶瓷的熱擴(kuò)散系數(shù)
康寧的玻璃陶瓷Pyroceram作為各種應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)材料，使用LFA 1000測量各項(xiàng)熱物理性參數(shù)，顯示出超高的熱擴(kuò)散系數(shù)重復(fù)性。8次單獨(dú)測樣過程使用18個同一樣本不同位置切出的樣品。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在1250°C以下溫度范圍內(nèi)，熱擴(kuò)散系數(shù)值范圍偏差在±1%之間。
玻璃陶瓷的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率和比熱率
標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行測量。LFA 500直接給出熱擴(kuò)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(kuò)散系數(shù)三者的乘積得出導(dǎo)熱系數(shù)。結(jié)果表明，Cp值隨溫度升高而增加，熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)則略有下降。
樣品厚度對LFA 1000導(dǎo)熱系數(shù)精度的影響
用標(biāo)準(zhǔn)銀來研究樣品厚度對熱導(dǎo)率準(zhǔn)確性的影響。在室溫下測量不用厚度的標(biāo)準(zhǔn)銀，從而得出激光閃射法理想的樣品厚度。通過熱擴(kuò)散系數(shù)、密度和熱容計(jì)算出導(dǎo)熱系數(shù)。此方案顯示，直徑越小，精度越高(偏離文獻(xiàn)值)。約在200微米時，精確度達(dá)到極限，并于此分界點(diǎn)外顯著不同。然而，不僅是方法的局限性，而且也是由于薄膜材料展現(xiàn)了區(qū)別于如塊狀材料的特異性，我們使用薄膜激光導(dǎo)熱儀或其他薄膜測量技術(shù)。
