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 LFA500 是一種通用型熱擴(kuò)散/導(dǎo)熱系數(shù)測試儀，可以同時(shí)測量多達(dá)18個(gè)樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)、導(dǎo)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(jìn)樣器內(nèi)，并將爐體加熱到程序設(shè)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(chǎn)生一個(gè)均勻的溫度上升過程。通過一個(gè)高速紅外探測器測量樣品上表面所產(chǎn)生的溫升，熱擴(kuò)散系數(shù)可以根據(jù)溫度上升與時(shí)間的關(guān)系數(shù)據(jù)計(jì)算得到。
|
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(diào) |
是 |
|
熱擴(kuò)散系數(shù)測量范圍 |
0.01 至 2000 mm2/s |
|
熱導(dǎo)率測量范圍 |
0.1 至 4000 W/(m?K) |
|
Cp重復(fù)性 |
±3% (多數(shù)材料) |
|
熱擴(kuò)散系數(shù)重復(fù)性 |
±1.9% (多數(shù)材料) |
|
Cp準(zhǔn)確度 |
±5% (多數(shù)材料) |
|
熱擴(kuò)散系數(shù)準(zhǔn)確度 |
±2.4% (多數(shù)材料) |
|
脈沖間隔可調(diào) |
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(jìn)樣器最多可同時(shí)測量18個(gè)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(shè)備均由PC控制，各個(gè)軟件模塊僅在Microsoft®Windows®操作系統(tǒng)上運(yùn)行。整個(gè)軟件由3個(gè)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)
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
聚四氟乙烯是一種多用途材料，可用于多種不同行業(yè)/應(yīng)用，如化工和石化行業(yè)：由于聚四氟乙烯的化學(xué)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(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中，由于其耐化學(xué)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(zhǔn)用于制藥、飲料、食品和化妝品行業(yè)中的輸送部件、滑塊、導(dǎo)軌以及烤箱和其他加熱系統(tǒng)中使用的其他部件。在半導(dǎo)體行業(yè)中：在電容器等分立元件的生產(chǎn)和芯片制造過程中用作絕緣體。
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。
石墨的導(dǎo)熱系數(shù)
使用LFA 500對石墨樣品進(jìn)行研究。在RT-1100°C之間的幾個(gè)溫度下直接測定熱擴(kuò)散系數(shù)。同一測試條件下，以已知的標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)散系數(shù)、比熱和密度計(jì)算出相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)。結(jié)果表明在500°C以上，隨溫度升高，導(dǎo)熱系數(shù)曲線呈典型的線性下降趨勢，熱擴(kuò)散系數(shù)曲線則呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài)，Cp值略有增加。
康寧的耐高溫陶瓷使用LFA500測量各項(xiàng)熱物理性參數(shù)，此耐高溫陶瓷常用作各種應(yīng)用測試的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。18次單獨(dú)測樣過程使用18個(gè)同一樣本不同位置切出的樣品。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在RT-600°C范圍內(nèi)，熱擴(kuò)散系數(shù)值范圍偏差在±1%之間，體現(xiàn)了LFA 500優(yōu)越的熱擴(kuò)散系數(shù)重復(fù)性。
