
26.09.2023 by Aileen Sammler
고전도성 재료에 대한 흑연 코팅의 영향에 대하여
레이저 플래시 분석(LFA)을 통한 측정을 위한 팁과 요령
레이저/광 플래시 분석(LFA)과 같은 열 분석 기술은 다양한 온도 조건에서 재료의 거동에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 열확산도와 같은 열물리학적 특성을 정밀하게 측정하기 위해 LFA 방법은 빠르고 다목적이며 정밀한 절대적 방법임이 입증되었습니다.
이 블로그 기사에서는 특히 구리나 알루미늄과 같은 고전도성 시료에 대한 LFA 측정에서 흑연 코팅을 사용하는 것의 중요성에 대해 중점적으로 다룹니다. LFA 측정의 정확도를 향상시키고 다양한 재료 특성에 맞게 코팅을 최적화하는 방법을 이해하는 데 있어 흑연의 역할을 살펴보겠습니다.

그라파이트 코팅을 사용하는 이유는 무엇인가요?
흑연 코팅은 LFA 측정에서 다양한 용도로 사용됩니다. 시료 표면의 방출 및 흡수 특성을 향상시켜 검출기의 신호 대 잡음비를 개선합니다. 그 결과 더 정확한 측정이 가능합니다. 또한 흑연은 비반사성입니다. 따라서 분석 중 간섭을 최소화하고 추가 분석을 위한 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.
흑연 층이 열 저항에 미치는 영향
열전도율이 낮은 폴리머나 세라믹과 같은 표준 시료의 경우 시료의 높은 열 저항에 비해 흑연 층의 영향은 무시할 수 있을 정도로 미미합니다. 이러한 경우 수 마이크로미터의 얇은 흑연 층이면 충분합니다.
그러나 구리나 알루미늄과 같이 전도성이 높고 측정 시간이 150밀리초 미만으로 짧은 재료의 경우 흑연 층이 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 흑연 코팅의 선택은 특정 측정 목표에 따라 맞춤화되어야 합니다.
열 확산도 측정을 위한 고전도성 시료 코팅
고전도성 시료를 흑연으로 코팅하는 이상적인 방법은 측정할 재료 특성 에 따라 달라집니다. 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)과 같은 고전도성 물질의 열 확산도를 짧은 시간 동안 측정하는 경우(그림 1 참조), 흑연을 사용하지 않거나 small 소량("터치"와 같은)의 흑연만 사용하는 것이 적합합니다. 이 접근 방식은 흑연 층이 측정에 미치는 영향을 최소화하여 정확한 결과를 보장합니다.

비열 용량 측정을 위한 고전도성 시료 코팅
비열 용량 측정의 목표는 샘플과 기준 사이의 최대 신호 상승을 비교하는 것입니다. 이를 위해서는 시료와 기준이 모두 동일한 방출 및 흡수 특성을 가져야 합니다. 이를 위해서는 완전한 흑연 층이 필수적입니다.

구리 샘플의 흑연 코팅 조사
다양한 흑연 코팅이 고전도성 재료의 열 확산률과 비열 용량에 미치는 영향을 입증하기 위해 구리 샘플을 분석했습니다. 구리는 열확산도 값이 알려진 일반적인 표준 소재입니다.

조사에는 세 가지 코팅 유형 그룹이 포함되었습니다:
- 블랭크 샘플: 흑연 코팅이 없는 경우 최소한의 에너지 입력으로 인해 신호가 낮게 유지됩니다.
- 흑연 터치: 결과는 ± 3% 이내의 문헌 값과 일치합니다.
- 완전한 흑연 층: 흑연 층이 추가될 때마다 열 확산도가 감소합니다

비열 용량에 미치는 영향
비열을 측정하려면 흑연 층을 하나만 덮어야 합리적인 최대값에 도달할 수 있습니다. 추가 레이어의 경우 최대값은 동일한 수준으로 유지되므로 결과가 개선되지 않습니다.

다른 목표, 다른 코팅! 흑연 코팅 최적화
요약하면, 고전도성 시료의 흑연 코팅은 측정하는 특정 재료 특성에 따라 조정해야 합니다. 짧은 기간의 열 확산도 측정의 경우 최소한의 흑연으로 충분합니다. 그러나 비열 용량 측정의 경우 정확하고 일관된 결과를 얻으려면 완전한 흑연 층이 필수적입니다.
열 확산률과 비열 용량을 모두 측정해야 하는 경우에는 조사를 두 번으로 나누어 측정하는 것이 좋습니다. 먼저 흑연을 터치하여 열확산도를 측정한 다음, 시료를 깨끗이 닦은 후 완전한 흑연 층을 적용하여 비열 용량을 측정합니다.
흑연 코팅을 이해하고 최적화함으로써 연구자들은 레이저 플래시 분석 측정의 정확성과 신뢰성을 극대화하여 궁극적으로 재료의 거동과 성능에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있습니다.