開(kāi)創(chuàng)熱擴(kuò)散系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的新天地 —— 快速、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)

精確的熱擴(kuò)散系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)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(tái)構(gòu)建，可在室溫...1250°C之間進(jìn)行精確的熱擴(kuò)散系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量。儀器使用創(chuàng)新的氙燈光源系統(tǒng)，擁有超長(zhǎng)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(cè)量，基本無(wú)耗材。

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

 ZoomOptics 系統(tǒng)（：DE 10 2012 106 955 B4 2014.04.03）優(yōu)化了檢測(cè)器的檢測(cè)范圍，消除了樣品外緣的干擾信號(hào)，可大大提高測(cè)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(cè)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(shí)體現(xiàn)在紅外檢測(cè)器，以及 pulse mapping 通道上。由此，可以有效地測(cè)試傳熱時(shí)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。

 pulse mapping 系統(tǒng)將有限脈沖寬度效應(yīng)、以及熱損耗納入計(jì)算（：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(dòng)真空系統(tǒng)，在測(cè)量開(kāi)始之前可進(jìn)行自動(dòng)抽真空與氣氛置換操作，保證了氣氛的純凈性。儀器另有擴(kuò)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(jì)，升溫速率可達(dá) 50K/min。

通過(guò)四樣品位+四組獨(dú)立熱電偶的設(shè)計(jì)，提高測(cè)樣效率與測(cè)溫準(zhǔn)確性

儀器通過(guò)自動(dòng)進(jìn)樣器（ASC），實(shí)現(xiàn)了在寬廣溫度范圍內(nèi)的高效測(cè)試。ASC 包含四個(gè)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(gè)樣品位都擁有獨(dú)立的熱電偶。這一設(shè)計(jì)極大地縮小了樣品與測(cè)溫點(diǎn)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(dòng)進(jìn)樣器，在保持 LFA 467 HyperFlash^® 一貫的小巧體積的同時(shí)，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?chē)考臏囟忍幱诎踩秶畠?nèi)，由此減少了紅外檢測(cè)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(cè)器：InSb（RT ... >1250°C，可配備液氮自動(dòng)充填設(shè)備）

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

• 熱擴(kuò)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)

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

• 氣氛：惰性，氧化性，靜態(tài)與動(dòng)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(cè)器檢測(cè)樣品上表面的溫度上升過(guò)程

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

對(duì)于傳統(tǒng)的 LFA 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，檢測(cè)器所覆蓋的檢測(cè)面積通常被調(diào)整為適合樣品的尺寸（25.4mm）。對(duì)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(huì)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(cè)器信號(hào)不可避免地會(huì)受到影響。該影響的程度大小與樣品和遮罩材料的熱擴(kuò)散系數(shù)的差異有關(guān)。由此導(dǎo)致對(duì)于某些樣品，檢測(cè)器測(cè)得的溫度上升曲線的尾部可能出現(xiàn)持續(xù)上升，或者過(guò)早地達(dá)到水平狀態(tài)。不管是哪種情況，都會(huì)導(dǎo)致分析得到的半升溫時(shí)間發(fā)生偏移，由此計(jì)算得到的熱擴(kuò)散系數(shù)產(chǎn)生誤差。

使用 LFA467 配備的 ZoomOptics（：DE 10 2012 106 955 B4 2014.04.03）附件，可以更靈活地調(diào)整檢測(cè)器的檢測(cè)范圍，確保檢測(cè)器僅檢測(cè)到樣品上表面的溫度升高過(guò)程，無(wú)需額外的遮罩，周?chē)h(huán)境信號(hào)也沒(méi)有任何影響。預(yù)設(shè)的檢測(cè)直徑比率為 70%，適合于大多數(shù)應(yīng)用，同時(shí)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(kuò)散系數(shù)測(cè)量對(duì)比，清晰地顯示了 ZoomOptics 的優(yōu)點(diǎn)：

LFA 467 HT HyperFlash^® - 應(yīng)用實(shí)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(kuò)散系數(shù)（紅點(diǎn)）、導(dǎo)熱系數(shù)（藍(lán)點(diǎn)）和比熱（黑點(diǎn)）測(cè)試結(jié)果。與理論值（實(shí)線）相比，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)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(kuò)散系數(shù)（紅點(diǎn)）、導(dǎo)熱系數(shù)（藍(lán)點(diǎn)）和比熱（黑點(diǎn)）測(cè)試結(jié)果。
樣品為 Inconel 600 標(biāo)樣，實(shí)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(shí)特別有利。

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