Pendahuluan
Penggunaan sistem laser/cahaya kilat (LFA) untuk penentuan Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal sudah mapan - khususnya di bidang pengujian sifat termofisika. Pengembangan bahan atau komponen elektronik baru juga disertai dengan peningkatan sistem LFA konvensional. LFA 467 HT HyperFlash dirancang untuk memenuhi permintaan yang timbul dari tren dalam sains dan aplikasi industri. Berbagai fitur baru - seperti aplikasi flash hingga melampaui suhu 1250 ° C, ZoomOptics , laju pengambilan sampel sangat cepat (2 MHz), lebar pulsa pendek (<20 μs), dll. - mengakomodasi persyaratan untuk aplikasi canggih seperti bahan tipis dan sangat konduktif (film tipis).
Selain itu, sistem LFA konvensional dapat digunakan di semua jenis laboratorium mulai dari R&D hingga jaminan kualitas. Penggunaan teknik ini secara ekstensif membutuhkan karakteristik tambahan untuk mengatasi masalah kepraktisan. Selain presisi tinggi dan jejak small, keluaran sampel yang tinggi sering kali diperlukan. Hal ini dapat dicapai dengan penggunaan pengubah sampel otomatis atau tungku cepat atau kombinasi keduanya.
LFA 467 HyperFlash® menawarkan kombinasi seperti itu dalam bentuk empat tungku tabung mini yang merespons cepat untuk total empat spesimen (gambar 2). Tungku-tungku ini disusun dalam bentuk bujur sangkar pada tingkat yang sama dan dicirikan oleh perilaku stabilisasi yang unggul. Setiap tungku tabung mini memiliki termokopelnya sendiri; desain ini menawarkan distribusi suhu yang homogen di semua sampel, yang bermanfaat untuk penentuan panas spesifik (Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen.cp). Selain itu, area di sekitarnya didinginkan dengan air dan seluruh sistem tungku memiliki massa termal yang rendah. Kombinasi dari fitur-fitur spesifik ini tidak hanya menjamin throughput sampel yang tinggi, tetapi juga merupakan prasyarat untuk waktu pengukuran yang singkat.
Kondisi dan Hasil Pengukuran
- Sampel: Pyroceram (Ø 12,7 mm; tebal 2,5 mm)
- Kisaran T: 25°C → 1000°C → 30°C dalam langkah K
- Laju pemanasan: 50 K/menit (laju pemanasan maksimum)
- Atmosfer Argon
- Tembakan: 1 tembakan per langkah suhu
- Kriteria stabilitas: 0.3 K/20 detik
- ΔT: 3 K
Contoh berikut ini menunjukkan keunggulan LFA 467 HT HyperFlash dibandingkan sistem LFA dengan tungku berpendingin udara konvensional.
Perbandingan pada gambar 3 dengan jelas menunjukkan bahwa waktu stabilisasi tungku tabung mini berkecepatan tinggi dengan pendingin air hampir tiga kali lebih cepat. Hal ini sejalan dengan hasil sampel yang lebih tinggi. Dalam waktu enam jam, LFA 467 HT HyperFlash® mampu mengukur 12 spesimen (empat sampel pada saat yang sama) pada suhu hingga 1000°C. Sistem LFA konvensional dengan pendingin udara - bahkan yang memiliki kemampuan ASC yang lebih besar - menunjukkan kesulitan dalam mencapai hasil yang tinggi karena perilaku stabilisasi yang buruk.
Gambar 4 menggambarkan waktu stabilisasi yang sangat cepat dari LFA 467 HT HyperFlash dibandingkan dengan sistem konvensional. Dengan menerapkan laju pemanasan maksimum 50 K/menit hingga langkah suhu pertama pada 100°C, pemotretan pertama dapat dilakukan dalam waktu 8 menit. Berbeda dengan tungku konvensional dengan pendingin udara, massa termal yang rendah dari sistem tungku 4-tabung mini tidak menunjukkan panas berlebih dan waktu stabilisasi yang sangat singkat. Perbandingan hasil Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal yang diperoleh melalui pengukuran pada Pyroceram dengan laju pemanasan yang berbeda menunjukkan reprodusibilitas tinggi yang dapat dicapai - bahkan ketika menggunakan laju pemanasan maksimum 50 K/menit (gambar 5).
Waktu stabilisasi yang rendah dari sistem tungku 4-tabung mini berkecepatan tinggi dan kemampuan yang dihasilkan untuk menerapkan bidikan LFA tanpa jeda memungkinkan waktu pengujian yang sangat cepat. Gambar 6 memplot hasil Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal terhadap waktu. Pada laju pemanasan 50 K/menit, pengukuran selesai hanya dalam waktu 60 menit - sedangkan waktu pengujian meningkat menjadi 170 menit pada laju pemanasan 10 K/menit.
Kesimpulan
Tungku tabung mini dari LFA 467 HT HyperFlash memiliki waktu stabilisasi yang sangat baik, yang memungkinkan pengukuran pada tempo yang dipercepat. Hal ini membuat tungku 4-tabung mini menjadi sistem berkecepatan tinggi yang dapat dioperasikan pada tingkat pemanasan tertinggi tanpa mengalami kehilangan reproduktifitas dan akurasi. Kecepatan pengujian yang tinggi bahkan memungkinkan keluaran yang lebih cepat daripada yang dimungkinkan oleh sistem dengan pengubah sampel otomatis untuk lebih dari 4 sampel.