소개
극저온 및 중간 온도에서 고전도성 재료 또는 고온에서 세라믹 및 내화물을 열적으로 특성화하는 가장 좋은 방법은 무엇일까요? 정확하고 신뢰할 수 있으며 우아한 솔루션 중 하나는 플래시 분석법입니다. 이 방법은 폴리머, 세라믹, 금속 및 내화물을 포함한 많은 응용 분야에서 신뢰할 수 있는 비접촉식 직접 측정 방법으로 입증되었습니다. 한편, 높은 시료 처리량과 정밀도 동시 향상에 대한 요구가 점점 더 중요해지고 있습니다.
LFA 467 HyperFlash® (그림 1)을 통해 NETZSCH 은 광범위한 응용 분야에서 열물리학적 특성을 측정할 수 있는 효율적인 최첨단 기술을 제공합니다.
LFA 측정의 정밀도를 더욱 향상시키기 위해 ZoomOptics 이라는 이동식 렌즈가 개발되었습니다. ZoomOptics 소프트웨어 제어를 통해 시료 표면의 시야를 최적화할 수 있습니다. 다음 그림은 새로 구현된 이 장치의 개념을 명확하게 설명합니다.
없이 ZoomOptics - 조리개로 인한 왜곡정지
large 다른 최신 LFA 시스템에서는 시야가 고정되어 있고 large-직경 샘플을 수용할 수 있을 만큼 충분히 넓습니다(그림 2). 더 작은 직경의 샘플을 테스트할 때는 주변 환경의 영향을 최소화하기 위해 일반적으로 마스크를 사용합니다. 이 경우 검출기가 시료의 온도 편차뿐만 아니라 조리개 정지로 인한 변동도 감지하기 때문에 열 곡선이 크게 왜곡되는 경우가 많습니다.
결과적으로 열 곡선은 지속적으로 증가하는 추세를 보이거나 아래 그림과 같이 평준화 기간이 길어집니다(그림 3). 문제는 이러한 왜곡을 경험이 없는 사용자가 식별할 수 없다는 것입니다. 검출기 신호의 감소와 명확한 최대값이 모두 부족합니다. 이는 조리개 스톱의 효과가 샘플의 효과에 중첩되어 나타나기 때문입니다.
ZoomOptics 조리개 정지 왜곡을 방지합니다 문제
LFA 467 HyperFlash® 의 새로운 ZoomOptics 기능은 기록되는 IR 신호가 주변 영역이 아닌 시료 표면에서만 발생하도록 보장합니다(그림 4). 이를 통해 large 및 small 샘플 모두 최적의 감지 영역으로 테스트할 수 있습니다. 이전 컨피규레이션(그림 2)과 달리 이제 렌즈가 적절한 시야를 위해 이동되었습니다. 따라서 조리개 스톱은 더 이상 신호에 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다. 예상대로 열 곡선은 이제 이론적 모델과 일치하여 올바른 확산도 값을 산출합니다(그림 5).
ZoomOptics 정확한 측정 결과를 위한
검출기와 시료 사이에는 스테퍼 모터 구동 렌즈가 소프트웨어 제어를 통해, 즉 마스크를 사용할 필요 없이 시야를 최적화합니다(그림 6, 특허 출원 중). 이를 통해 시료의 IR 신호 지연을 유발하는 조리개 스톱 플레이트 기여로 인한 측정 아티팩트 발생을 방지할 수 있습니다. 그림 6에 표시된 예는 두 개의 Pyroceram 측정을 대조한 것으로, 첫 번째(녹색 결과, 오른쪽 그림)는 ZoomOptics 을 적용했고 두 번째(노란색 결과, 왼쪽 그림)는 적용하지 않았습니다. 이 예에서는 파이로세람을 측정했습니다. RT에서 파이로세람의 이론적 열 확산도는 1.926mm²/s이며, 이는 그림 6의 녹색 결과와 잘 일치하는 값입니다. 노란색 결과의 경우 38%의 편차가 발생했는데, 이는 렌즈가 샘플과 주변 일부를 덮는 렌즈의 정렬이 잘못되어 발생한 것입니다.
결론
LFA 467 HyperFlash® 의 뛰어난 기능 중 하나는 옵션으로 통합된 ZoomOptics 입니다. 이 기능을 사용하면 마스크를 사용하지 않고도 시료 주변에서 발생하는 신호 왜곡을 제거할 수 있습니다. 결과적으로 테스트 결과의 정밀도가 향상되며, 특히 직경이 작은 시료의 경우 더욱 그렇습니다.