開創(chuàng)熱擴散系數與導熱系數測量的新天地 —— 快速、簡單,、經濟

精確的熱擴散系數與導熱系數測試,，覆蓋 RT...1250°C 的寬廣溫度范圍

耐馳公司新款閃射法導熱儀 LFA 467 HyperFlash^® 基于成熟的 LFA 467 HyperFlash^® 平臺構建，可在室溫...1250°C之間進行精確的熱擴散系數與導熱系數測量,。儀器使用創(chuàng)新的氙燈光源系統(tǒng),，擁有超長的光源壽命，在寬廣的溫度范圍內提供了精確的導熱測量,，基本無耗材,。

ZoomOptics - 優(yōu)化檢測范圍，獲取精確的測量結果

 ZoomOptics 系統(tǒng)（：DE 10 2012 106 955 B4 2014.04.03）優(yōu)化了檢測器的檢測范圍,，消除了樣品外緣的干擾信號,，可大大提高測量結果的準確度。

超高的數據采集速率（2MHz）,，極窄的光脈沖寬度（最小 20μs 以下）,，允許測量薄的高導熱的材料

LFA 467 HyperFlash^® 系列產品的數據采集速率提升到了 2 MHz。這一超高的數據采集速率同時體現(xiàn)在紅外檢測器,，以及 pulse mapping 通道上,。由此，可以有效地測試傳熱時間非常短的高導熱薄層材料,，如厚度 0.3mm 左右的金屬薄片,，或厚度 30μm 左右的聚合物薄膜。

 pulse mapping 系統(tǒng)將有限脈沖寬度效應,、以及熱損耗納入計算（：US7038209 B2; US20040079886; DE1024241）,。

真空密閉，保證氣氛純凈,，防止樣品氧化

儀器內置全自動真空系統(tǒng),，在測量開始之前可進行自動抽真空與氣氛置換操作，保證了氣氛的純凈性,。儀器另有擴展的真空接口,，可連接到外部真空泵。鉑爐為真空密閉設計,，升溫速率可達 50K/min,。

通過四樣品位+四組獨立熱電偶的設計,，提高測樣效率與測溫準確性

儀器通過自動進樣器（ASC），實現(xiàn)了在寬廣溫度范圍內的高效測試,。ASC 包含四個樣品位,，可裝載直徑 12.7mm 的圓形樣品，或 10mm 規(guī)格的圓形或方形樣品,。每個樣品位都擁有獨立的熱電偶,。這一設計極大地縮小了樣品與測溫點之間的溫度偏差。

體積小巧,，高度集成化

LFA 467 HT HyperFlash^® 是基于氙燈光源而能達到 1250°C 高溫的 LFA 系統(tǒng),。儀器配備單一的爐體，帶內置的自動進樣器,，在保持 LFA 467 HyperFlash^® 一貫的小巧體積的同時，覆蓋了寬廣的溫度范圍,。即使在較高的溫度下,，有效的內部循環(huán)水冷系統(tǒng)仍能保證周圍部件的溫度處于安全范圍之內，由此減少了紅外檢測器的液氮消耗量,。

LFA 467 HT HyperFlash^® - 技術參數

• 溫度范圍：RT ... > 1250°C,，單一爐體

• 升溫速率：50 K/min

• 紅外檢測器：InSb（RT ... >1250°C，可配備液氮自動充填設備）

• 數據采集速率： 2 MHz（同時適用于紅外檢測器與 pulse mapping 通道）

• 熱擴散系數范圍：0.01 mm²/s ... 1000 mm²/s

• 導熱系數：< 0.1 W/(m*K) ... 2000 W/(m*K)

•  pulse mapping 技術：用于有限脈沖修正,，以及提高比熱測量精度

• 氣氛：惰性,，氧化性，靜態(tài)與動態(tài)

• 真空：10^-4 mbar

• 樣品支架：適合圓形與方形樣品

• 氣氛控制：MFC 與 AutoVac

LFA 467 HT HyperFlash^® 結構示意圖
使用閃光源加熱樣品的下表面,，使用紅外檢測器檢測樣品上表面的溫度上升過程

ZoomOptics 獲取更準確的測量結果,，減小測量誤差

對于傳統(tǒng)的 LFA 系統(tǒng)設計，檢測器所覆蓋的檢測面積通常被調整為適合樣品的尺寸（25.4mm）,。對于直徑較小的樣品,，通常在樣品之上加上遮光片或遮罩，以盡可能地遮蔽外圍區(qū)域,。但由于任何物體都會發(fā)射紅外輻射,，遮光片或遮罩材料也不例外，由此得到的檢測器信號不可避免地會受到影響,。該影響的程度大小與樣品和遮罩材料的熱擴散系數的差異有關,。由此導致對于某些樣品，檢測器測得的溫度上升曲線的尾部可能出現(xiàn)持續(xù)上升,，或者過早地達到水平狀態(tài),。不管是哪種情況，都會導致分析得到的半升溫時間發(fā)生偏移,，由此計算得到的熱擴散系數產生誤差,。

使用 LFA467 配備的 ZoomOptics（：DE 10 2012 106 955 B4 2014.04.03）附件,，可以更靈活地調整檢測器的檢測范圍，確保檢測器僅檢測到樣品上表面的溫度升高過程,，無需額外的遮罩,，周圍環(huán)境信號也沒有任何影響。預設的檢測直徑比率為 70%,，適合于大多數應用,，同時軟件允許操作者自由調整該數值，以適應特定的樣品尺寸與應用,。

下圖 Pyroceram 的熱擴散系數測量對比,，清晰地顯示了 ZoomOptics 的優(yōu)點：

LFA 467 HT HyperFlash^® - 應用實例

全溫度范圍內的高精度

圖中曲線為標樣 Inconel 600 的熱擴散系數（紅點）、導熱系數（藍點）和比熱（黑點）測試結果,。與理論值（實線）相比,，實測數據點的偏差均小于±3%，精度水平普遍好于±3%,。

RT 到 1000℃ 范圍內熱擴散系數（紅點）,、導熱系數（藍點）和比熱（黑點）測試結果。
樣品為 Inconel 600 標樣,，實線為文獻數據,。

銀

銀具有很高的電導率，有助于降低鍍線電阻,，這在高頻率應用時特別有利,。

左圖對不同厚度銀片樣品進行熱擴散系數的對比測試。在 300K 的測試溫度下,，不同厚度的樣品測試結果（從薄到厚）與文獻值相比,，偏差均在 ±3% 以內。