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材料的熱物理性質(zhì)及終產(chǎn)品的導熱優(yōu)化性能在各工業(yè)應用領(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、粉末和液體熱擴散系數(shù)和熱導率相當常用的測量方法。

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材料的熱物理性質(zhì)及終產(chǎn)品的導熱優(yōu)化性能在各工業(yè)應用領(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、粉末和液體熱擴散系數(shù)和熱導率相當常用的測量方法。

Linseis LFA 1000激光導熱儀采用模塊化設(shè)計,測量熱擴散系數(shù)、熱導率和比熱???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)計使硬件與電子元件可分離,安裝外罩即可適用于核應用。


型號

LFA 1000

LFA 2000

溫度范圍

-125 / -100 至 500
RT 至 1250°C
RT 至 1600°C

RT 至 2000
RT 至 2400°C
RT 至 2800°C

脈沖源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)

熱擴散系數(shù)測量范圍

0.01 mm2/s 至 1000 mm2/s

0.01 mm2/s 至 1000 mm2/s

熱導率測量范圍

0.1 W/m·k 至2000 W/m·K

0.1 W/m·k 至2000 W/m·K

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

大可測 6 mm

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

數(shù)據(jù)采集速率

2 MHz

2 MHz

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

  • 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


玻璃陶瓷的熱擴散系數(shù)

康寧玻璃陶瓷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(shù),顯示出超高的熱擴散系數(shù)重復性。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(jié)果表明,在1250°C以下溫度范圍內(nèi),熱擴散系數(shù)值范圍偏差在±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(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(jié)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。

 


樣品厚度對LFA 1000導熱系數(shù)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,從而得出激光閃射法理想的樣品厚度。通過熱擴散系數(shù)、密度和熱容計算出導熱系數(shù)。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,并于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熱儀或其他薄膜測量技術(shù)。

 



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