Inleiding
Het ontwerpen van nieuwe materialen is een uitdaging voor veel wetenschappers, net als het verfijnen van bestaande materialen om specifieke eigenschappen te optimaliseren. Deze uitdagingen kunnen niet worden aangegaan tenzij men nauwkeurig op de hoogte is van twee fundamentele thermische eigenschappen: Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie en Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid. Een nauwkeurige, betrouwbare en elegante meetoplossing is de Flashmethode. Hiermee kunnen materialen met lage en hoge geleidbaarheid worden gekarakteriseerd van cryogene tot verhoogde temperaturen. De methode heeft zich bewezen als een betrouwbare, contactloze en directe meetmethode in veel toepassingsgebieden, waaronder polymeren, metalen en vuurvaste materialen. Ondertussen is de vraag naar een hoge doorvoer van monsters steeds belangrijker geworden.
Hoge samplecapaciteit van de LFA 467 HyperFlash®
De LFA 467 HyperFlash® van NETZSCH kan 16 monsters binnen één beurt meten (zelfde verwarmingssnelheid). De monsterwisselaar voor maximaal 16 monsters wordt getoond in figuur 1.
De totale meettijd wordt drastisch verkort doordat het opwarm- en afkoelproces voor alle monsters tegelijk kan worden uitgevoerd.
In figuur 2 wordt de meettijd van de LFA 467 HyperFlash® vergeleken met die van een LFA die maar maximaal 4 monsters kan verwerken. De hogere monsterdoorvoer van de LFA 467 HyperFlash® is duidelijk te zien.
Daarnaast is het eenvoudig om de LFA 467 HyperFlash® te programmeren voor nachtelijke metingen. Het apparaat kan vele uren werken zonder tussenkomst van de gebruiker dankzij de automatische parameteroptimalisatie.
In afbeelding 3 wordt een voorbeeld getoond van de hoge monsterdoorvoer en nauwkeurigheid van de LFA 467 HyperFlash®. Zestien Pyroceram-monsters (2,5 mm dik, 12,7 mm in diameter) werden hier in één run gemeten van kamertemperatuur tot 500 °C. Evaluatie van de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie toont een maximale afwijking van literatuurgegevens van slechts ±2%.
Koelsystemen
Apparaten met vloeibare stikstof verbeteren bovendien de doorvoer van monsters door snelle koeltijden te realiseren. Met dergelijke apparaten kunnen temperaturen tot -100 °C gemeten worden. De beschikbare koelsystemen voor de oven en de infrarooddetector kunnen optioneel worden uitgerust met bijvulsystemen voor vloeibare stikstof om lange meettijden zonder onderbreking te garanderen.
Conclusie
De LFA 467 HyperFlash® biedt een hoge verwerkingscapaciteit voor monsters dankzij de snelle ovenbesturing en de automatische monsterwisselaar voor maximaal 16 monsters. Er kunnen nauwkeurige resultaten worden behaald, ongeacht de positie van het monster in de schaal en zonder tussenkomst van de operator, waardoor deze LFA een optimaal hulpmiddel is voor kwaliteitscontrole en onderzoek en ontwikkeling.