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極薄膜高分子フィルムの熱拡散率

はじめに

レーザーフラッシュ法による高分子薄膜の熱伝導率の測定は、主に次の2つの要因によって制限されます:

  • 試料の厚さ:測定時間が非常に短い。
  • フラッシュランプの散乱光:small 質量のため、試料が試料ホルダーの理想的な位置にない。

この問題を解決するソリューションとして、LFA467HyperFlash (図1参照)があります。2 MHzの高いデータ収集レート、短いパルス時間(最大20 μs)、薄い試料用の特別な試料ホルダー(図2参照)により、small の厚さの試料を簡単かつ迅速に測定できます。

NETZSCH LFA 467HyperFlash 熱伝導率を高速かつ正確に測定するために設計された熱分析装置。
1) LFA 467HyperFlash

測定条件

厚さ約20μmのポリマーフィルムをLFA467HyperFlash を用いて-40℃から140℃の間で測定した。不透明な試料を得るため、測定前にフィルム上に金をスパッタリングした。このような薄い試料にグラファイトをコーティング材として使用することは、測定結果に影響を与える可能性があるため推奨されません。試料の最適なコーティングに関する詳細は、[1]を参照されたい。

左側に蓋、右側に精密な形状のホルダーを備えた薄膜用特殊試料ホルダー。
2) 薄膜用特殊試料ホルダー:左:蓋 右:試料ホルダー

測定結果と考察

図3は、ポリマーフィルムの熱拡散の温度依存性と、測定時の検出器信号を示しています。検出器信号(青い曲線)は、数学的モデル(赤い線)によってよく描かれます。2MHzの高いデータ取得と約20μsの短いパルス時間により、非常に短いハーフタイム(<1ms)も正確に分解できます。さらに、試料ホルダーが散乱光を最小限に抑えるため、このような短い半減時間での信号評価も可能になります。非常に薄い試料の比熱容量の測定には、DSC測定を推奨 します。密度データとともに熱伝導率も測定できます。

PPフィルムの熱拡散率グラフ。-40℃から140℃の温度範囲における反応を示し、データポイントは強調表示されている。
3) PPフィルムの-40℃から140℃までの熱拡散率

Literature

  1. [1]
    アプリケーションノート 066:LFA 測定中、試料はいつ、どのようにコーティングされなければならないか?
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