Johdanto
Ohuiden polymeerikalvojen lämmönjohtavuuden määrittämistä laser-salamamenetelmällä rajoittaa pääasiassa kaksi tekijää:
- Näytteen paksuus: Tähän liittyvät hyvin lyhyet mittausajat
- Salamalampun hajavalo: small massan vuoksi näyte ei ole ihanteellisessa paikassa näytepidikkeessä
Ratkaisun tähän tarjoaa LFA 467 HyperFlash® (ks. kuva 1). Suuren 2 MHz:n tiedonkeruunopeuden, lyhyen pulssiajan (jopa 20 μs) ja ohuille näytteille tarkoitetun erityisen näytteenpitimen (ks. kuva 2) ansiosta small paksujen näytteiden mittaukset voidaan toteuttaa yksinkertaisesti ja nopeasti.
Mittausolosuhteet
Noin 20 μm paksu polymeerikalvo mitattiin LFA 467 HyperFlash® -laitteella -40 °C ja 140 °C välillä. Läpinäkymättömän näytteen saamiseksi kalvon päälle ruiskutettiin kultaa ennen mittausta. Grafiitin käyttäminen pinnoitemateriaalina ei ole suositeltavaa näin ohuille näytteille, koska se saattaa vaikuttaa mittaustuloksiin. Lisätietoja näytteiden optimaalisesta pinnoittamisesta löytyy kohdasta [1].
Mittaustulokset ja keskustelu
Kuvassa 3 on esitetty polymeerikalvon lämpödiffuusio lämpötilan ja mittauksen detektorisignaalin mukaan. Ilmaisimen signaali (sininen käyrä) voidaan kuvata hyvin matemaattisella mallilla (punainen viiva). Korkea 2 MHz:n tiedonkeruu ja lyhyt noin 20 μs:n pulssiaika takaavat, että myös hyvin lyhyet puoliintumisajat (< 1 ms) voidaan ratkaista tarkasti. Näytteenpidin vähentää lisäksi sironneen valon minimiin, joten signaalin arviointi näin lyhyillä puoliajoilla on mahdollista. Erittäin ohuiden näytteiden ominaislämpökapasiteetin määrittämiseksi suositellaan DSC-mittausta. Tällöin voidaan määrittää tiheystietojen ohella myös LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus.
