LFA1000 雷射鐳射熱擴散/熱傳導/導熱係數測試儀
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LFA1000 雷射鐳射熱擴散/熱傳導/導熱係數測試儀
Linseis LFA 1000 Laser Flash 是用於測定熱擴散電導率比熱的最佳模組化和最精確的儀器。
許多不同的樣品架適用於固體、液體、熔體和爐渣等應用。其樣品機器人最多可同時處理3、6 或 18 個樣品,從而實現無與倫比的周轉時間。加溫爐體從-125測量高達2800℃可供選擇。
應用領域包括電子封裝、散熱器、支架、反應器冷卻、熱交換器、熱絕緣體等。

 LINSEIS 為這款熱物理性能分析儀提供了無與倫比的模塊化系統設計。可以升級溫度範圍(可更換爐子/測量系統)和檢測器(InSb/MCT)。這使用戶能夠從具有成本效益的解決方案開始,並在預算允許或測量任務需要時升級系統。

鐳射閃光測量原理
樣品放置在位於熔爐中的樣品機器人上。然後將爐子保持在預定溫度。在此溫度下,樣品表面會受到程式化的能量脈衝(鐳射或氙氣閃光)的照射。該能量脈衝導致樣品表面溫度均勻上升。由此產生的樣品後表面的溫升由高速紅外檢測器測量,熱擴散率值由溫升隨時間變化的數據計算得出。

由此產生的測量信號計算熱擴散率,在大多數情況下計算比熱 (Cp) 數據。如果確定了密度 (r),則可以計算熱導率:


符合國際標準。LINSEIS LFA 的運行符合國家和國際標準,例如:ASTM E-1461、DIN 30905 和 DIN EN 821。
 
 
傳感器在頂部,樣品在中間,熱源(鐳射燈)在底部的垂直排列,確保易於操作和最佳測量結果
脈衝能量可在 0.05 至 25 焦耳/脈衝的範圍內調節。此外,可以調整脈衝持續時間。由於這種靈活性,可以分析各種要求苛刻的樣品(甚至薄膜或超低熱導率)。

 
 
型號 LFA 1000 LFA 2000
溫度範圍 -125 ℃/ -100 ℃ 至 500℃
RT 至 1250°C
RT 至 1600°C
RT 至 2000℃
RT 至 2400°C
RT 至 2800°C
脈衝源Nd Ng:YAG Laser 25 J/次 Ng:YAG Laser 25 J/次
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)
熱擴散係數測量範圍 0.01 mm2/s 至 1000 mm2/s 0.01 mm2/s 至 1000 mm2/s
熱導率測量範圍 0.1 W/m·k 至2000 W/m·K 0.1 W/m·k 至2000 W/m·K
樣品尺寸 ∅ 3, 6, 10, 12.7 … 25.4 mm,
方形樣品 10×10 或 20x 20 mm
∅ 6, 10, 12.7 … 25.4 mm
樣品厚度 最大可測 6 mm 最大可測 6 mm
可測樣品量 自動進樣器:3, 6或 18樣品量 自動進樣器:3樣品量
樣品支架 金屬/SiC/石墨 金屬/SiC/石墨
液體樣品支架 可選 可選
氣氛 惰性、氧化、還原、真空 惰性、氧化、還原、真空
加熱速率 0.01 至20 K 0.01 至20 K
 
LINSEIS 的所有熱分析設備均由 PC 控制,各個軟件模塊僅在 Microsoft® Windows® 操作系統下運行。完整的軟件由3個模塊組成:溫度控制、數據採集和數據評估。Linseis 32 位軟件具有測量準備、執行和評估的所有基本功能,就像其他熱分析實驗一樣。
LFA 特點
  • 精確的脈衝長度校正,脈衝映射
  • 熱損失修正
  • 2 層或 3 層系統的分析
  • 選擇完美評估模型的嚮導
  • 比熱測定
  • 多層系統中的接觸電阻測定

評估軟件
  • 自動或手動輸入相關測量數據(密度、比熱)
  • 用於選擇合適模型的模型嚮導
  • 有限脈衝校正
  • 熱損失修正
  • 多層模型
  • 接觸電阻的測定
  • p  (比熱)比較法測定

測量軟件
  • 溫度段、氣體等的簡單且用戶友好的數據輸入。
  • 可控樣品機器人
  • 軟件在能量脈衝後自動顯示校正的測量值
  • 用於多樣品測量的全自動測量程式
 配件:
不同類型與尺寸(設計/材質)之樣品
可選手動,半自動和全自動(MFC)的氣體箱,最多可容納4氣體
多種旋轉式和渦輪分子泵

軟體:
可選擇中文介面之軟體操作
可轉成EXCEL - Raw Date 輸出
 
玻璃陶瓷的熱擴散係數
  • 康寧的玻璃陶瓷Pyroceram作為各種應用中的標準材料,使用LFA 1000測量各項熱物理性參數,顯示出超高的熱擴散係數重複性。8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1250°C以下溫度範圍內,熱擴散系數值範圍偏差在±1%之間。 




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。從塊狀材料中製備厚度為1mm、直徑為25mm的小圓盤並塗覆石墨進行測量。LFA 500直接給出熱擴散係數。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、比熱和熱擴散係數三者的乘積得出導熱係數。結果表明,Cp值隨溫度升高而增加,熱擴散係數和導熱係數則略有下降。
 



樣品厚度對LFA 1000導熱係數精度的影響
用標準銀來研究樣品厚度對熱導率準確性的影響。在室溫下測量不用厚度的標準銀,從而得出鐳射閃射法理想的樣品厚度。通過熱擴散係數、密度和熱容計算出導熱係數。此方案顯示,直徑越小,精度越高(偏離文獻值)。約在200微米時,精確度達到極限,並於此分界點外顯著不同。然而,不僅是方法的局限性,而且也是由於薄膜材料展現了區別於如塊狀材料的特異性,我們使用薄膜鐳射導熱儀或其他薄膜測量技術。




 
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