Introduzione
Oltre a una rapida acquisizione dei dati e a un software capace, è necessario anche un sistema di flash con una fonte di energia efficiente per raggiungere un input di energia ottimale in breve tempo. Quanto più smalll'ampiezza dell'impulso, tanto più veloce può essere l'aumento della temperatura. Ciò significa che lo spessore minimo del campione dipende anche dall'ampiezza minima dell'impulso. Solo i sistemi flash con un'elevata sensibilità e un'energia d'impulso sufficiente a una larghezza d'impulso minima possono misurare campioni sottili e veloci con un'elevata precisione.
Condizioni di prova
La figura 2 illustra i risultati delle misure su un campione di rame sottile con uno spessore di soli 235 μm. È stato utilizzato l'LFA 467 HyperFlash® (figura 1) con sistema di raffreddamento CC300 e il rivelatore MCT altamente sensibile. Il rivelatore MCT garantisce il miglior rapporto segnale/rumore nell'intervallo delle basse temperature e presenta il vantaggio di una misura senza contatto (nessun errore di misura dovuto alla resistenza termica di contatto tra il sensore e il campione). La costante di tempo small e le caratteristiche di risposta eccellenti del rivelatore MCT rispetto, ad esempio, a un rivelatore a stato solido, consentono di rilevare tempi di diffusione inferiori a 1 ms con un'elevata precisione. Ciò richiede anche una lunghezza d'impulso di smallest che può essere ridotta a 10 μs e un'elevata velocità di acquisizione dei dati di 2 MHz (due canali separati da 2 MHz per il rivelatore IR e il diodo a impulsi).
Grazie all'elevata sensibilità dell'elettronica di sistema, è possibile ottenere un segnale affidabile del rivelatore anche con una larghezza minima dell'impulso di 10 μs. Questo è visibile nella figura 3. In passato, i sistemi flash commerciali lavoravano con lunghezze d'impulso da 150 μs a 1200 μs e oltre. Un tempo di dimezzamento di 100 μs, come si può vedere nella figura 3, non poteva essere rilevato finora. La curva del rivelatore (blu) e l'adattamento al modello corrispondente (curva rossa) sono in buon accordo. Per il calcolo 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 sono stati utilizzati la correzione brevettata degli impulsi finiti e un modello di calcolo 2-D migliorato sulla base di Cape-Lehman. Nella figura 2 si nota chiaramente che la deviazione massima dai valori di letteratura è inferiore al 3%.
Conclusione
Particolare attenzione va data alla durata molto breve di 1 ms, che in passato non era possibile con i sistemi flash commerciali. Un aumento del segnale entro ~200 μs (tempo di diffusione del calore) può ora essere rilevato grazie alla brevissima larghezza dell'impulso di 10 μs e all'elevata velocità di acquisizione dei dati di 2 MHz.