Introduzione
La progettazione di nuovi materiali è una sfida per molti scienziati, così come il perfezionamento di materiali esistenti per l'ottimizzazione di proprietà specifiche. Queste sfide non possono essere vinte se non si conoscono con precisione due proprietà termiche fondamentali: la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica e la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica. Una soluzione di misura precisa, affidabile ed elegante è il Metodo Flash. Esso consente la caratterizzazione di materiali a bassa e alta conducibilità da temperature criogeniche a temperature elevate. Si è dimostrato un metodo di misura affidabile, senza contatto e diretto in molte aree di applicazione, tra cui polimeri, metalli e refrattari. Nel frattempo, la richiesta di un'elevata produttività dei campioni è diventata sempre più importante.
Elevata produttività del campione dell'LFA 467 HyperFlash®
L'LFA 467 HyperFlash® di NETZSCH è in grado di misurare 16 campioni in un solo giro (stessa velocità di riscaldamento). La figura 1 illustra il sistema di cambio campioni per un massimo di 16 campioni.
Il tempo di misura totale si riduce drasticamente grazie al fatto che i processi di riscaldamento e raffreddamento possono essere eseguiti contemporaneamente per tutti i campioni.
La figura 2 confronta il tempo di misura dell'LFA 467 HyperFlash® con quello di un LFA che può gestire solo fino a 4 campioni. Si può notare chiaramente la maggiore produttività di campioni dell'LFA 467 HyperFlash®.
Inoltre, è facile programmare l'LFA 467 HyperFlash® per le misurazioni notturne. L'unità può funzionare per molte ore senza l'intervento dell'utente grazie all'ottimizzazione automatica dei parametri.
La figura 3 mostra un esempio dell'elevata produttività e accuratezza dei campioni dell'LFA 467 HyperFlash®. Sedici campioni di Pyroceram (2,5 mm di spessore, 12,7 mm di diametro) sono stati misurati in un unico ciclo da temperatura ambiente a 500°C. La valutazione della Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica mostra una deviazione massima dai dati di letteratura di solo ±2%.
Sistemi di raffreddamento
I dispositivi ad azoto liquido migliorano inoltre la produttività dei campioni grazie a tempi di raffreddamento rapidi. Tali dispositivi consentono di misurare temperature fino a -100°C. I sistemi di raffreddamento disponibili per il forno e il rivelatore a infrarossi possono essere dotati di sistemi di ricarica di azoto liquido per garantire lunghi tempi di misurazione senza interruzioni.
Conclusione
L'LFA 467 HyperFlash® offre un'elevata produttività di campioni, grazie al rapido controllo del forno e al cambio automatico dei campioni fino a 16 campioni. È possibile ottenere risultati precisi, indipendentemente dalla posizione del campione all'interno del vassoio e senza l'intervento dell'operatore, rendendo questo LFA uno strumento ottimale per il controllo di qualità, nonché per la ricercaarch e lo sviluppo.