開創(chuàng)熱擴散系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)測量的新天地 —— 快速、簡單、經(jīng)濟(jì)

精確的熱擴散系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)測試，覆蓋 RT...1250°C 的寬廣溫度范圍

耐馳公司新款閃射法導(dǎo)熱儀 LFA 467 HyperFlash^® 基于成熟的 LFA 467 HyperFlash^® 平臺構(gòu)建，可在室溫...1250°C之間進(jìn)行精確的熱擴散系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)測量。儀器使用創(chuàng)新的氙燈光源系統(tǒng)，擁有超長的光源壽命，在寬廣的溫度范圍內(nèi)提供了精確的導(dǎo)熱測量，基本無耗材。

ZoomOptics - 優(yōu)化檢測范圍，獲取精確的測量結(jié)果

 ZoomOptics 系統(tǒng)（號：DE 10 2012 106 955 B4 2014.04.03）優(yōu)化了檢測器的檢測范圍，消除了樣品外緣的干擾信號，可大大提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

超高的數(shù)據(jù)采集速率（ 2MHz），極窄的光脈沖寬度（最小 20μs 以下），允許測量薄的高導(dǎo)熱的材料

LFA 467 HyperFlash^® 系列產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集速率提升到了 2 MHz。這一超高的數(shù)據(jù)采集速率同時體現(xiàn)在紅外檢測器，以及 pulse mapping 通道上。由此，可以有效地測試傳熱時間非常短的高導(dǎo)熱薄層材料，如厚度 0.3mm 左右的金屬薄片，或厚度 30μm 左右的聚合物薄膜。

的 pulse mapping 系統(tǒng)將有限脈沖寬度效應(yīng)、以及熱損耗納入計算（號：US7038209 B2; US20040079886; DE1024241）。

真空密閉，保證氣氛純凈，防止樣品氧化

儀器內(nèi)置全自動真空系統(tǒng)，在測量開始之前可進(jìn)行自動抽真空與氣氛置換操作，保證了氣氛的純凈性。儀器另有擴展的真空接口，可連接到外部真空泵。鉑爐為真空密閉設(shè)計，升溫速率可達(dá) 50K/min。

通過四樣品位+四組獨立熱電偶的設(shè)計，提高測樣效率與測溫準(zhǔn)確性

儀器通過自動進(jìn)樣器（ASC），實現(xiàn)了在寬廣溫度范圍內(nèi)的高效測試。ASC 包含四個樣品位，可裝載直徑 12.7mm 的圓形樣品，或 10mm 規(guī)格的圓形或方形樣品。每個樣品位都擁有獨立的熱電偶。這一設(shè)計極大地縮小了樣品與測溫點之間的溫度偏差。

體積小巧，高度集成化

LFA 467 HT HyperFlash^® 是基于氙燈光源而能達(dá)到 1250°C 高溫的 LFA 系統(tǒng)。儀器配備單一的爐體，帶內(nèi)置的自動進(jìn)樣器，在保持 LFA 467 HyperFlash^® 一貫的小巧體積的同時，覆蓋了寬廣的溫度范圍。即使在較高的溫度下，有效的內(nèi)部循環(huán)水冷系統(tǒng)仍能保證周圍部件的溫度處于安全范圍之內(nèi)，由此減少了紅外檢測器的液氮消耗量。

LFA 467 HT HyperFlash^® - 技術(shù)參數(shù)

• 溫度范圍：RT ... > 1250°C，單一爐體

• 升溫速率：50 K/min

• 紅外檢測器：InSb（RT ... >1250°C，可配備液氮自動充填設(shè)備）

• 數(shù)據(jù)采集速率： 2 MHz（同時適用于紅外檢測器與 pulse mapping 通道）

• 熱擴散系數(shù)范圍：0.01 mm²/s ... 1000 mm²/s

• 導(dǎo)熱系數(shù)：< 0.1 W/(m*K) ... 2000 W/(m*K)

• 的 pulse mapping 技術(shù)：用于有限脈沖修正，以及提高比熱測量精度

• 氣氛：惰性，氧化性，靜態(tài)與動態(tài)

• 真空：10^-4 mbar

• 樣品支架：適合圓形與方形樣品

• 氣氛控制：MFC 與 AutoVac

LFA 467 HT HyperFlash^® 結(jié)構(gòu)示意圖
使用閃光源加熱樣品的下表面，使用紅外檢測器檢測樣品上表面的溫度上升過程

ZoomOptics 獲取更準(zhǔn)確的測量結(jié)果，減小測量誤差

對于傳統(tǒng)的 LFA 系統(tǒng)設(shè)計，檢測器所覆蓋的檢測面積通常被調(diào)整為適合樣品的尺寸（25.4mm）。對于直徑較小的樣品，通常在樣品之上加上遮光片或遮罩，以盡可能地遮蔽外圍區(qū)域。但由于任何物體都會發(fā)射紅外輻射，遮光片或遮罩材料也不例外，由此得到的檢測器信號不可避免地會受到影響。該影響的程度大小與樣品和遮罩材料的熱擴散系數(shù)的差異有關(guān)。由此導(dǎo)致對于某些樣品，檢測器測得的溫度上升曲線的尾部可能出現(xiàn)持續(xù)上升，或者過早地達(dá)到水平狀態(tài)。不管是哪種情況，都會導(dǎo)致分析得到的半升溫時間發(fā)生偏移，由此計算得到的熱擴散系數(shù)產(chǎn)生誤差。

使用 LFA467 配備的 ZoomOptics（號：DE 10 2012 106 955 B4 2014.04.03）附件，可以更靈活地調(diào)整檢測器的檢測范圍，確保檢測器僅檢測到樣品上表面的溫度升高過程，無需額外的遮罩，周圍環(huán)境信號也沒有任何影響。預(yù)設(shè)的檢測直徑比率為 70%，適合于大多數(shù)應(yīng)用，同時軟件允許操作者自由調(diào)整該數(shù)值，以適應(yīng)特定的樣品尺寸與應(yīng)用。

下圖 Pyroceram 的熱擴散系數(shù)測量對比，清晰地顯示了 ZoomOptics 的優(yōu)點：

LFA 467 HT HyperFlash^® - 應(yīng)用實例

全溫度范圍內(nèi)的高精度

圖中曲線為標(biāo)樣 Inconel 600 的熱擴散系數(shù)（紅點）、導(dǎo)熱系數(shù)（藍(lán)點）和比熱（黑點）測試結(jié)果。與理論值（實線）相比，實測數(shù)據(jù)點的偏差均小于±3%，精度水平普遍好于±3%。

RT 到 1000℃ 范圍內(nèi)熱擴散系數(shù)（紅點）、導(dǎo)熱系數(shù)（藍(lán)點）和比熱（黑點）測試結(jié)果。
樣品為 Inconel 600 標(biāo)樣，實線為文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。

銀

銀具有很高的電導(dǎo)率，有助于降低鍍線電阻，這在高頻率應(yīng)用時特別有利。

左圖對不同厚度銀片樣品進(jìn)行熱擴散系數(shù)的對比測試。在 300K 的測試溫度下，不同厚度的樣品測試結(jié)果（從薄到厚）與文獻(xiàn)值相比，偏差均在 ±3% 以內(nèi)。

不同厚度的銀樣品的熱擴散系數(shù)測量值與文獻(xiàn)值吻合良好