Inleiding
De bepaling van de 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 van dunne polymeerfilms met behulp van de laserflitsmethode wordt voornamelijk beperkt door twee factoren:
- Monsterdikte: Hiermee samenhangend zijn zeer korte meettijden
- Verstrooid licht van de flitslamp: Door de massa small bevindt het monster zich niet ideaal in de monsterhouder
Een oplossing hiervoor biedt de LFA 467 HyperFlash® (zie figuur 1). Dankzij de hoge data-acquisitiesnelheid van 2 MHz, een korte pulstijd (tot 20 μs) en een speciale monsterhouder voor dunne monsters (zie figuur 2), kunnen metingen aan monsters met een dikte van small eenvoudig en snel worden gerealiseerd.
Meetomstandigheden
Een polymeerfilm van ongeveer 20 μm dik werd gemeten met de LFA 467 HyperFlash® tussen -40 °C en 140 °C. Om een ondoorzichtig monster te verkrijgen, werd vóór de meting goud op de film gesputterd. Het gebruik van grafiet als coatingmateriaal wordt niet aanbevolen voor zulke dunne monsters omdat het de meetresultaten kan beïnvloeden. Meer informatie over de optimale coating van monsters is te vinden onder [1].
Meetresultaten en discussie
Figuur 3 toont 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 van de polymeerfilm afhankelijk van de temperatuur en het detectorsignaal van een meting. Het detectorsignaal (blauwe curve) kan goed worden weergegeven door het wiskundige model (rode lijn). De hoge gegevensverzameling van 2 MHz en een korte pulstijd van ongeveer 20 μs garanderen dat ook zeer korte halveringstijden (< 1 ms) nauwkeurig kunnen worden opgelost. De monsterhouder reduceert bovendien het verstrooide licht tot een minimum, zodat evaluatie van het signaal met zulke korte halfwaardetijden mogelijk wordt. Voor het bepalen van de Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.specifieke warmtecapaciteit van zeer dunne monsters wordt een DSC-meting aanbevolen. Samen met de dichtheidsgegevens kan dan ook de 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 worden bepaald.
