LFA
Wärmeleitfähigkeitsbestimmung und Temperaturleitfähigkeitsbestimmung
Wärmeleitfähigkeitsbestimmung und Temperaturleitfähigkeitsbestimmung, Seebeck-Koeeffizient/elektrische Leitfähigkeit und Time Domain ThermoreflectanceThermoreflectance ist eine Methode zur Bestimmung der Temperaturleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit von Proben mit Dicken im Nano- und Mikrometer-Bereich.Thermoreflectance
Wärme- und TemperaturleitfähigkeitDie Temperaturleitfähigkeit (a mit der Einheit mm2/s) ist eine materialabhängige Stoffeigenschaft zur Charakterisierung des instationären Wärmetransports. Sie gibt an, wie schnell ein Material auf eine Temperaturänderung reagiert.Temperaturleitfähigkeit sind die wichtigsten thermophysikalischen Materialparameter für die Beschreibung der Wärmetransporteigenschaften eines Werkstoffes oder Bauteils.
Für gewöhnlich wird die WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit mit der Wärmeflussmessplattenapparatur (HFM, Heat Flow Meter) und der Geschützten Plattenapparatur (GHP, Guarded Hot Plate) bestimmt.
Für die exakte Messung der Temperaturleitfähigkeit hat sich die Laser Flash Technik (LFA) als rasche, vielseitige und genaue Absolutmethode durchgesetzt. NETZSCH bietet dazu vier Modelle an, die das ganze Spektrum von Materialien und Temperaturen abdecken.
Die einschlägigen Geräte- und Anwendungs-Normen für LFA (z.B. ASTM E1461, DIN EN 821) werden mit den genannten NETZSCH Geräten erfüllt.
Geräte zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit, der Temperaturleitfähigkeit, der cp-Bestimmung und der DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichte sind ebenfalls im NETZSCH-Produktprogramm enthalten. NETZSCH bietet damit eine Komplettlösung zur Bestimmung des ZT-Wertes.
Die Messung besonders dünner Schichten ist mit Hilfe der PicoTR/NanoTR Time Domain Reflectance Methode möglich.
Prinzip der LFA-Methode
Die Laser Flash-Analyse oder Laser Flash-Methode wird zur Messung der Temperaturleitfähigkeit einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien eingesetzt.
Ein Lichtpuls erwärmt die Vorderseite einer planparallelen Probe und der daraus resultierende Temperaturanstieg auf der Rückseite wird in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet. Je höher die Temperaturleitfähigkeit, desto schneller erreicht der Temperaturanstieg die Rückseite.
In einem eindimensionalen, adiabatischen Fall wird die Temperaturleitfähigkeit aus diesem Temperaturanstieg wie folgt berechnet.
a = 0.1388 ⋅ d² / t0.5 mit
a – Temperaturleitfähigkeit in cm²/s
d – Dicke der Probe in cm
t0.5 – Zeit bis zum halben Maximum in s
Mit allen NETZSCH Laser Flash-Apparaturen (LFAs) lassen sich Temperaturleitfähigkeit und Spezifische Wärmekapazität (cp)Die spezifische Wärmekapazität oder Wärmekapazität ist eine messbare physikalische Größe, die dem Verhältnis der einem Objekt zugeführten Wärme zur resultierenden Temperaturänderung entspricht.spezifische Wärmekapazität bestimmen. Diese Daten werden dann zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit herangezogen.
Wärme- und Temperaturleitfähigkeitsbestimmung
Für die exakte Messung der Temperatur- bzw. Wärmeleitfähigkeit hat sich die Laser Flash- oder Light Flash- Technik (LFA) als rasche, vielseitige und genaue Messmethode durchgesetzt. NETZSCH bietet insgesamt drei Modelle an (LFA 467 HyperFlash®, LFA 457 MicroFlash® und LFA 427), die ein weites Spektrum von Materialien und Temperaturen abdecken.
Die Wärmeleitfähigkeit (λ) von Isolierstoffen lässt sich direkt mit Plattenapparaturen (HFM = Heat Flow Meter oder GHP = Guarded Hot Plate) bestimmen: Dazu zählen das HFM 446 Lambda mit neuen, erweiterten Messmöglichkeiten sowie die geschützte Plattenapparatur GHP 456 Titan®, die als Absolutmethode keine Kalibrierung benötigt.
Die genannten Geräte arbeiten auf der Basis relevanter Geräte- und Anwendungsnormen. Im Einzelnen sind dies u.a.:
- Für LFA: ASTM E1461. DIN EN 821-2, ISO 22007-4, ISO 18755
- Für HFM: ASTM C518, ISO 8301, DIN EN 12667, JIS A 1412
- Für GHP: ISO 8302, ASTM C177, DIN EN 12939, DIN EN 12667, DIN EN 13163
Applikationsliteratur
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Unsere NETZSCH-Anwendungslabore bieten Auftragsmessungen für verschiedenste Branchen an. Sie sind mit hochmodernen Geräten ausgestattet, die eine Vielzahl von thermischen Analysetechniken abdecken.
Dabei können Sie zusammen mit unseren Experten der Applikationslaboratorien für Ihre konkrete Fragestellung die best-geeignete Messmethode wählen.