產品介紹

熱傳導量測

LFA 500 熱擴散 / 熱傳導 / 導熱係數測試儀|(雷射)閃光法熱物性量測

Product details

LFA 500 Light / Laser Flash:多樣材料的高精度熱物性量測方案

LFA 500 Light Flash 與 Laser Flash 系列提供高效的熱物性分析能力,單次量測最多可處理多達 18 個樣品, 並同時獲得熱擴散率、熱導率與比熱 (cp) 等關鍵參數。

隨著產業對熱管理與熱傳設計的要求提升,材料熱物理特性與最終產品的熱傳導優化資訊已成為不可或缺的基礎數據。 在過去數十年內,Flash 閃光法已發展為測量各類固體、粉末與液體熱擴散率與熱導率的主流技術之一。

本系列儀器同時具備高準確度與高度應用彈性,適合作為熱傳導分析的標準量測平台。

主要特色

  • 可量測垂直與水平方向熱傳導係數。
  • 支援熱擴散率、熱導率與比熱之完整熱物性分析。
  • 最多可同時量測 18 個樣品(依機型配置)。
  • 符合多項國際標準:ASTM E1461、ASTM E2585、DIN 30905、DIN EN 821 等。
  • 適用固體、粉末、液體、糊狀物、薄膜等多種樣品型態。                            

LFA 500 測量原理

樣品置於樣品架上並由爐體(LFA 500-LT / 500 / 1000 等型號)環繞。量測過程中,爐體被控制在預設溫度, 透過可編程之能量脈衝照射樣品背面,使樣品表面溫度產生均勻上升。

這個瞬態溫升由高速、高靈敏度紅外線檢測器量測,其得到的「溫度–時間曲線」可用來計算熱擴散率與比熱。 當已知材料密度 (ρ) 時,即可進一步計算出熱導率 λ:

搭配不同的數值模型與脈衝修正方式,可針對金屬、陶瓷、聚合物、複材以及半透明材料進行精確的熱傳分析。


高溫爐體配置與樣品機器人

多種溫度範圍爐體選項

Light Flash 系列 LFA 500 可搭配多種爐體組合,涵蓋寬廣的測試溫度:

  • -50 至 500°C(低溫配置)。
  • 室溫 (RT) 至 500 / 1000 / 1250°C。
  • 高溫版本可擴展至 1600 / 2000 / 2400°C(依實際配置)。

樣品機器人自動換樣

每台 LFA 500 皆可搭配樣品機器人以提升樣品通量與自動化程度:

  • LFA 500 – 500 / 1000:最多可容納 18 個樣品。
  • LFA 500 / 1250:最多可容納 5 個樣品。

此設計適合長時間自動量測與多條件測試規劃,可大幅提升實驗效率。


組合模型 DOUZA 與快速溫控設計

DOUZA 組合模型

  • 世界首創將熱損失模型與有限脈衝修正結合的整合解決方案。
  • 單一模型可應用於不同機型,減少選擇不適當數學模型的風險。
  • 特別適合半透明樣品,解決其熱輻射與透光特性對量測造成的干擾。

高速紅外檢測與微加熱爐設計

  • 極快的升溫與冷卻速度,縮短整體量測循環時間。
  • 低熱容爐體設計,提升溫度控制精度。
  • 穩定的溫度場分佈,降低樣品溫度波動導致的測量誤差。

配件與軟體功能

配件選項

  • 多種樣品架材質與尺寸(依樣品設計與熱特性選配)。
  • 氣體控制箱:手動、半自動或全自動(MFC 控制),最多支援 4 種氣體。
  • 多種旋轉式與渦輪分子幫浦,支援真空與特殊氣氛測試。

軟體功能

  • 支援中文介面操作。
  • 原始數據可匯出為 Excel 格式(Raw Data Output)。
  • 多模型擬合與結果比較,便於建立材料資料庫。

技術參數(LFA 500 LT / 500 / 1000 / 1250)

  • 溫度範圍:-100 / -50 ~ 500°C;RT ~ 500 / 1000 / 1250°C(依爐體配置)
  • 升溫速率:0.01–100 K/min
  • 脈衝源:氙氣燈
  • 單次脈衝能量:約 15 J/脈衝
  • 脈衝功率:可透過軟體調整
  • 熱擴散率量測範圍 α:0.01–2000 mm²/s
  • 熱導率量測範圍 λ:0.1–4000 W/(m·K)
  • 比熱重複性 cp±3%(多數材料)
  • 熱擴散率重複性 α:±1.9%(多數材料)
  • 比熱精度 cp±5%(多數材料)
  • 熱擴散率精度 α:±2.4%(多數材料)
  • 樣品型態:固體、液體、粉末、糊狀物、薄膜等
  • 圓形樣品尺寸:直徑 3、6、8、10、12.7、25.4 mm
  • 方形樣品尺寸:6×6、10×10、20×20 mm
  • 樣品厚度:自薄膜至約 6 mm
  • 紅外感測器:InSb,液氮冷卻 (LN2)
  • 樣品數量:最多 18 個樣品(一般配置);LFA 500/1250:最多 5 個樣品
  • 樣品架材質:石墨、碳化矽、Al2O3、金屬(其他材質可選)
  • 氣氛條件:惰性、氧化、還原、真空
  • 資料擷取:2 MHz
  • 介面:USB

*上述規格會因實際配置而有所不同


典型應用案例

聚四氟乙烯(PTFE)熱物性分析

PTFE 具優異化學惰性與耐腐蝕性,廣泛應用於化工、石化、實驗室設備、電子與半導體等產業, 包含容器襯裡、密封件、墊片、導軌、滑塊與高溫系統絕緣部件等。 使用 LFA 500 可量測其隨溫度變化的熱擴散率、比熱與導熱係數,以支援高溫與嚴苛環境下之設計與可靠度評估。

玻璃陶瓷之熱導率、熱擴散率與比熱

以標準玻璃陶瓷樣品(例如 BCR 724)為例,將塊材加工為厚度約 1 mm、直徑 25 mm 小圓片並噴塗石墨後, 由 LFA 500 直接取得熱擴散率,再以比較法求得比熱值 cp,最後以 ρ·cp·α 計算導熱係數。 測試結果顯示,隨溫度升高,比熱略增,熱擴散率與導熱係數則呈現緩慢下降趨勢。

石墨樣品導熱係數測試

對石墨樣品在 RT–1100°C 間進行多溫度點測試,可直接測得熱擴散率曲線。 再以已知參數的標準石墨作為比熱基準,計算樣品之 cp 與導熱係數。 測試結果顯示,在 500°C 以上,導熱係數隨溫度呈線性下降,而熱擴散率趨於平緩,比熱隨溫度略為上升。

玻璃陶瓷熱擴散率重複性驗證

對某耐高溫陶瓷標準材料進行 18 次單獨測試,使用同一試片不同位置切割的 18 個樣品。 在 RT–600°C 範圍內,量測所得熱擴散率偏差落在 ±1% 之內,充分展現 LFA 500 在熱擴散率量測上的優異重複性與穩定性。


技術影片

YouTube 影片連結


 
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