Bevezetés
A lézer/fényvillanás-rendszerek (LFA) használata a Termikus diffúziós képességA hővezető képesség (a mm2/s egységgel) egy anyagspecifikus tulajdonság, amely az instacionárius hővezetés jellemzésére szolgál. Ez az érték azt írja le, hogy egy anyag milyen gyorsan reagál a hőmérsékletváltozásra.termikus diffúziós képesség meghatározására jól ismert - különösen a termofizikai tulajdonságok vizsgálata terén. Az új anyagok vagy elektronikus alkatrészek fejlesztésével párhuzamosan a hagyományos LFA-rendszerek is továbbfejlesztésre kerülnek. Az LFA 467 HT HyperFlash készüléket úgy tervezték, hogy megfeleljen a tudományos és az ipari alkalmazásokban jelentkező trendekből eredő igényeknek. Számos új funkció - mint például az 1250°C-ot meghaladó villanófényes alkalmazások, ZoomOptics , az ultragyors mintavételi sebesség (2 MHz), a rövid impulzusszélesség (< 20 μs) stb. - megfelelnek a legkorszerűbb alkalmazások, például a vékony és nagy vezetőképességű anyagok (vékony filmek) követelményeinek.
A hagyományos LFA-rendszerek továbbá a K+F-től a minőségbiztosításig mindenféle laboratóriumban megtalálhatók. E technika széleskörű alkalmazása további jellemzőket igényel a praktikussági kérdések megoldása érdekében. A nagy pontosság és a small weboldalon található helyigény mellett gyakran nagy mintaátbocsátásra is szükség van. Ez automatikus mintaváltó vagy gyors kemence, illetve a kettő kombinációjával érhető el.
Az LFA 467 HyperFlash® ilyen kombinációt kínál négy különálló, gyors reagálású minicső kemencében, összesen négy minta számára (2. ábra). Ezek négyzet alakban, azonos szinten vannak elhelyezve, és kiváló stabilizációs viselkedés jellemzi őket. Minden egyes minicső kemencének saját termoelemmel van felszerelve; ez a kialakítás homogén hőmérséklet-eloszlást biztosít az összes mintán, ami előnyös a fajhő (Fajlagos hőkapacitás (cp)A hőkapacitás egy anyagspecifikus fizikai mennyiség, amelyet a mintadarabba juttatott hőmennyiség és az ebből eredő hőmérséklet-emelkedés hányadosa határoz meg. A fajlagos hőkapacitás a minta egységnyi tömegére vonatkozik.cp) meghatározásához. Ezenkívül a környező terület vízhűtéses, és az egész kemencerendszer alacsony hőtömeggel rendelkezik. Ezeknek a különleges tulajdonságoknak a kombinációja nem csak nagy mintaátbocsátást garantál, hanem a rövid mérési idők előfeltétele is.
Mérési feltételek és eredmények
- Minta: Pirocerám (Ø 12,7 mm; 2,5 mm vastag)
- T-tartomány: 25°C → 1000°C → 30°C K
- Fűtési sebesség: 50 K/perc (maximális fűtési sebesség)
- Atmoszféra: Argon
- Lövések: 1 lövés hőmérsékletlépésenként
- Stabilitási kritériumok: 0.3 K/20 s
- ΔT: 3 K
A következő példa mutatja az LFA 467 HT HyperFlash előnyeit a hagyományos léghűtéses kemencével működő LFA-rendszerekkel szemben.
A 3. ábrán látható összehasonlításból jól látható, hogy a nagysebességű, vízhűtéses minicső kemencénél a stabilizálási idő közel háromszor gyorsabb. Ez együtt jár a nagyobb mintaátmenettel. Az LFA 467 HT HyperFlash® hat óra alatt 12 mintát (négy mintát egyszerre) képes mérni akár 1000°C-os hőmérsékleten. A hagyományos, léghűtéses LFA-rendszerek - még a nagyobb ASC-képességűek is - a gyenge stabilizációs viselkedés miatt nehezen érnek el ilyen nagy áteresztőképességet.
A 4. ábra az LFA 467 HT HyperFlash nagyon gyors stabilizálódási idejét mutatja a hagyományos rendszerhez képest. Az 50 K/perc maximális fűtési sebességet alkalmazva az első 100 °C-os hőmérsékleti lépésig az első lövés 8 perc alatt elvégezhető. A hagyományos, léghűtéses kemencével ellentétben a 4 mini csöves kemencerendszer kis hőtömege miatt nem alakul ki túlmelegedés és rendkívül rövid stabilizálási idő. A különböző fűtési sebességű Pyroceramon végzett mérésekkel kapott hődiffúziós eredmények összehasonlítása mutatja az elérhető nagyfokú reprodukálhatóságot - még az 50 K/perc maximális fűtési sebesség alkalmazásakor is (5. ábra).
A nagysebességű, 4 minicsöves kemence-rendszer alacsony stabilizációs ideje és az ebből adódó lehetőség az LFA lövések szünet nélküli alkalmazására nagyon gyors vizsgálati időt tesz lehetővé. A 6. ábra a hődiffúziós eredményeket ábrázolja az idő függvényében. 50 K/perc fűtési sebesség mellett a mérés mindössze 60 perc után fejeződött be - míg 10 K/perc fűtési sebesség mellett a vizsgálati idő 170 percre nőtt.
Következtetés
Az LFA 467 HT HyperFlash minicső kemencéi kiváló stabilizációs idővel rendelkeznek, ami lehetővé teszi a gyorsított tempójú méréseket. Ezáltal a 4 minicsöves kemencék nagy sebességű rendszerré válnak, amelyek a legnagyobb fűtési sebességgel is üzemeltethetők anélkül, hogy a reprodukálhatóság és a pontosság csökkenne. A nagy vizsgálati sebesség még a 4-nél több mint 4 mintát tartalmazó automatikus mintaváltóval rendelkező rendszereknél is gyorsabb átmenő teljesítményt tesz lehetővé.