Bevezetés
Mi a legjobb módszer a nagy vezetőképességű anyagok hőtechnikai jellemzésére kriogén és mérsékelt hőmérsékleten, illetve kerámiák és tűzálló anyagok hőtechnikai jellemzésére magas hőmérsékleten? Az egyik pontos, megbízható és elegáns megoldás a Flash-módszer. Ez számos alkalmazási területen, többek között polimerek, kerámiák, fémek és tűzálló anyagok esetében megbízható, érintésmentes és közvetlen mérési módszernek bizonyult. Eközben egyre fontosabbá vált a nagy mintaátbocsátás és a pontosság egyidejű javítása iránti igény.
Az LFA 467 HyperFlash® (1. ábra) segítségével a NETZSCH hatékony, korszerű technológiát kínál a termofizikai tulajdonságok meghatározásához széles alkalmazási tartományban.
Az LFA-mérések pontosságának további javítása érdekében kifejlesztettek egy ZoomOptics nevű mozgatható lencsét. A ZoomOptics lehetővé teszi a minta felületének optimalizált látómezejének szoftveres vezérléssel történő beállítását. A következő ábrák tisztázzák az újonnan bevezetett eszköz mögött meghúzódó koncepciót.
ZoomOptics nélkül - A rekesz torzításaStop
Más kortárs LFA-rendszerekben a látómező rögzített és a large elégséges a large átmérőjű minták befogadásához (2. ábra). Kisebb átmérőjű minták vizsgálatakor általában maszkokat használnak, hogy a környezet hatását minimalizálják. Ez gyakran a hőgörbe jelentős torzulását eredményezi, mivel a detektor nem csak a minta hőmérséklet-ingadozását érzékeli, hanem az apertúrazárból eredő esetleges ingadozásokat is.
Következésképpen a termikus görbe vagy folyamatosan növekvő tendenciát mutatna, vagy, mint az alábbi ábrán látható, egy hosszabb kiegyenlítődési időszakot (3. ábra). Ennek problémás aspektusa, hogy az ilyen torzulást egy tapasztalatlan felhasználó nem tudja észrevenni. Hiányzik az érzékelő jelének csökkenése és az egyértelmű maximum. Ez azért van, mert a rekeszzárból származó hatások a mintából származó hatásokat felülbírálják.
ZoomOptics Megkerüli a rekesznyílás torzítás problémáját
Az LFA 467 HyperFlash® új ZoomOptics funkciója biztosítja, hogy a felvett IR-jel kizárólag a minta felületéről származzon, és ne a környező zónákból (4. ábra). Ez lehetővé teszi a large és a small minták vizsgálatát optimális érzékelési területen. A korábbi konfigurációval (2. ábra) ellentétben a lencse most eltolódott a megfelelő látómező érdekében. A rekeszzár így már nem képes észrevehető hatást gyakorolni a jelre. A várakozásoknak megfelelően a hőgörbe most már megfelel az elméleti modellnek, és helyes diffúziós értékeket ad (5. ábra).
ZoomOptics a pontos mérési eredményekért
A detektor és a minta között egy léptetőmotorral működtetett lencse optimalizálja a látómezőt szoftveres vezérléssel, azaz maszk alkalmazása nélkül (6. ábra; szabadalomra vár). Ezáltal elkerülhető a mérési műtermékek előfordulása, amelyek a rekeszzáró lemez hozzájárulása miatt keletkeznek, és amelyek késleltetett IR-jelet okoznak a mintán. A 6. ábrán látható példa két Pyroceram-mérést állít szembe egymással; az első (zöld eredmény, jobb oldali kép) a ZoomOptics címet alkalmazta, a második (sárga eredmény, bal oldali kép) pedig nem. Ebben a példában Pyroceramot mértek. A Pyroceram elméleti hővezetési tényezője RT-nél 1,926 mm²/s, amely érték jó összhangban van a 6. ábrán látható zöld eredménnyel. A sárga eredmény esetében 38%-os eltérés történt, amit a mintát és a környezet egy részét is lefedő lencse rossz beállítása okozott.
Következtetés
Az LFA 467 HyperFlash® egyik kivételes tulajdonsága az opcionálisan beépíthető ZoomOptics . Ez szükségtelenné teszi a maszkokkal való működést, ehelyett egyszerűen elhalványítja a minta közvetlen környezetéből származó jelzavarokat. Ennek következtében nő a vizsgálati eredmények pontossága - különösen a kisebb átmérőjű minták esetében.