توضیحات

دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA کمپانی Linseis آلمان

دستگاه LFA 1000 کمپانی Linseis آلمان اندازه گیری فلاش لیزری با کارایی بالا

رایج ترین روش برای اندازه گیری نفوذ حرارتی thermal diffusifity، روش شناخته شده فلاش لیزری (LFA) خواهد بود.

در اینجا یک نمونه با لیزر پالس می شود و یک آشکارساز IR در مقابل افزایش دمای نمونه را تشخیص می دهد که منجر به انتشار حرارتی می شود.

اگر چگالی یا دانسیته و ظرفیت گرمایی ویژه specific heat مشخص باشد، هدایت حرارتی thermal conductivity را می توان محاسبه کرد.

دستگاه LFA برای سنجش کیفیت و قابلیت‌های موادی مانند سرامیک مورد استفاده در سیستم‌های ترمز خودرو یا موتورهای موشکی بسیار مفید است.

 یکی دیگر از کاربردهای رایج این فناوری در صنایع شیمیایی است که در آن از LFA برای تعیین رسانایی روغن های سیلیکون و نیترات سدیم استفاده می شود.

اینها به عنوان عایق های الکتریکی و مواد تغییر فاز برای ذخیره و آزادسازی انرژی حرارتی استفاده می شوند.

Thermal diffusivity  + Thermal conductivity + Specific Heat Capacity

LFA 1000 temp : -125 °C to +1600°C

LFA 2000 temp :    Rt  to  +2800°C

مزایا دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA کمپانی Linseis آلمان :

• رنج دمایی گسترده از منفی 125- درجه تا مثبت 2800+ درجه سانتیگراد
• بدون نیاز به کالیبراسیون
• مطابق با استانداردهای بین المللی ASTM E-1461, DIN 30905 and DIN EN 821
• تصحیح طول پالس دقیق، نقشه برداری پالس Precise pulse length correction, pulse mapping
• اصلاحات اتلاف حرارت Heat-loss corrections
• دارای قابلیت آپگرید به کوره با دماهای بالاتر
• آنالیز سیستم های 2 یا 3 لایه
• راهنمای کامل برای انتخاب مدل ارزیابی کامل perfect evaluation model
• تعیین حرارت ویژه Specific heat determination
• تعیین مقاومت تماس Contact resistance determination در سیستم های چند لایه
• اصلاح پالس با روش فلاش لیزری

نرم افزار ارزیابی Evaluation Software دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

• ورودی اتوماتیک یا دستی داده های اندازه گیری مرتبط (چگالی(دانسیته)، گرمای ویژه)
• راهنمای کامل برای انتخاب مدل مناسب
• تصحیح پالس محدود Finite pulse correction
• اصلاح اتلاف حرارت Heat loss correction
• مدل چند لایه
• تعیین مقاومت تماسی
• تعیین Cp (حرارت ویژه) به روش مقایسه ای

نرم افزار اندازه گیری Measurement Software دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

• ورودی داده آسان و کاربرپسند برای بخش های دما، گازها و غیره
• ربات نمونه قابل کنترل
• نرم افزار به طور خودکار اندازه گیری های تصحیح شده را پس از پالس انرژی نمایش می دهد
• روش اندازه گیری کاملاً خودکار برای اندازه گیری های چند نمونه

Evaluation Models

• Dusza combined model
• Cowan

2/3 layer models

• Parker
• Cowan5

Cowan 10

Azumi

Clark-Taylor

Degiovanni

• Finite pulse correction
• Heat loss correction

Baseline correction

• Multilayer model
• Determination of contact resistance

برای نمونه‌های لایه نازک و نمونه‌های میکرو، که در صنایع محاسباتی شناخته شده‌اند، فلاش لیزری جدید لایه نازک thin film laser flash (TF-LFA) و آنالایزر لایه نازک thin film analyzer (TFA) نیز وجود دارد که می‌تواند رسانایی و انتشار حرارتی thermal conductivity and diffusivity مورد نظر را با بالاترین دقت اندازه‌گیری کند. .

TIM-Tester برای تجزیه و تحلیل مواد رابط حرارتی thermal interface materials مانند سیالات حرارتی thermal fluids، خمیرهای حرارتی thermal pastes (گریس ها)، مواد تغییر فاز phase change materials (PCM)، لحیم کاری ها یا هادی های حرارتی انعطاف پذیر است.

TIM-Tester امپدانس حرارتی مواد نمونه را اندازه گیری می کند و رسانایی حرارتی ظاهری apparent thermal conductivityرا شناسایی می کند.

دبی سنج‌یا فلومتر حرارتی heat flow meter (HFM) ابزار ویژه ای برای کنترل کیفیت در کارخانه ها می باشد.

به اندازه‌های نمونه بزرگ‌تری نیاز دارد، اما می‌تواند هدایت حرارتی را با بالاترین دقت، با استفاده از یک گرادیان دمای کنترل‌شده دقیق اندازه‌گیری کند.

روش پل داغ گذرا Transient Hot Bridge method (THB) برای جامدات، مایعات و خمیرها ساخته شده است و رسانایی حرارتی را به عنوان نتیجه مستقیم اندازه گیری با دقت بالا در عرض چند دقیقه می دهد.

 برای جداسازی مواد و همچنین هادی هایی مانند فلزات مناسب است.

دستگاه های رسانایی حرارتی LINSEIS مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی مانند ASTM E1461، DIN EN 821، BS EN 1159-2، ASTM C714، ASTM C518، ISO 8301، DIN EN 12667 EN 154 و ASTM عمل می کنند.

Linseis به دلیل تعهد ما به نوآوری و استانداردهای سازش ناپذیر، به رهبر جهانی در ابزار دقیق هدایت حرارتی – از جمله سنجشگرهای هدایت حرارتی – تبدیل شده است.

فلاش لیزری Linseis LFA 1000 ماژولارترین و دقیق ترین ابزار برای تعیین نفوذ حرارتی، رسانایی و گرمای ویژه Thermal Diffusivity, Conductivity and Specific Heat است.

تعدادی نگهدارنده نمونه مختلف برای کاربردهایی مانند جامدات، مایعات، مذاب ها و سرباره ها موجود است. ربات نمونه آن برای حداکثر 3، 6 یا 18 نمونه به طور همزمان اجازه می دهد تا زمان های چرخشی بدون شکست را در اختیار شما قرار دهد.

سه کوره قابل تعویض توسط کاربر امکان اندازه گیری از دمای منفی -125 تا مثبت 2800 درجه سانتیگراد را فراهم می کند.

حوزه های کاربرد بسته بندی الکترونیکی، سینک های حرارتی، براکت ها، خنک کننده راکتور، مبدل های حرارتی، عایق های حرارتی و بسیاری موارد دیگر است.

LINSEIS طراحی سیستم مدولار بی نظیری را برای این آنالایزر خواص ترموفیزیکی ارائه می دهد.

 امکان ارتقاء محدوده دما (کوره های قابل تعویض/سیستم اندازه گیری) و آشکارساز (InSb/MCT) وجود دارد.

 این کاربر را قادر می سازد تا با یک راه حل مقرون به صرفه شروع کند و سیستم را هر زمان که بودجه اجازه می دهد یا کار اندازه گیری ایجاب می کند، ارتقا دهد.

طراحی جمع و جور امکان جداسازی سخت افزار و الکترونیک و همچنین نصب زیر hood برای کاربردهای هسته ای را فراهم می کند.

اصل اندازه گیری فلاش لیزری- دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

نمونه بر روی یک ربات نمونه قرار می گیرد که در یک کوره قرار دارد.

سپس کوره LFA 1000 در دماهای از پیش تعیین شده نگهداری می شود.

در این دما سطح نمونه با یک پالس انرژی برنامه ریزی شده (لیزر یا خاکستر زنون) تابش می شود.

این پالس انرژی منجر به افزایش دمای همگن در سطح نمونه می شود.

افزایش دمای حاصل از سطح عقب نمونه توسط یک آشکارساز IR با سرعت بالا اندازه‌گیری می‌شود و مقادیر انتشار حرارتی thermal diffusivity از افزایش دما در مقابل داده‌های زمان محاسبه می‌شوند.

سیگنال اندازه گیری حاصل از LFA 1000 انتشار حرارتی و در بیشتر موارد داده های گرمای ویژه (Cp) را محاسبه می کند.

 اگر چگالی (r) شناسایی شود، هدایت حرارتی را می توان محاسبه کرد:

مطابقت با استانداردهای بین المللی LINSEIS LFA مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی مانند: ASTM E-1461، DIN 30905 و DIN EN 821 عمل می کند.

آرایش عمودی با سنسور در بالا، نمونه در وسط و منبع گرما (لامپ لیزر) در پایین، حمل آسان و بهترین نتایج اندازه گیری ممکن را تضمین می کند.

انرژی پالس در محدوده 0.05 تا 25 ژول / پالس قابل تنظیم است.

علاوه بر این، مدت زمان پالس را می توان تنظیم کرد. با توجه به این انعطاف پذیری، انواع نمونه های خواستار (حتی لایه نازک یا هدایت حرارتی فوق العاده کم) قابل تجزیه و تحلیل هستند.

تمام دستگاه‌های آنالایزر دمایی LINSEIS با کامپیوتر کنترل می‌شوند، ماژول‌های نرم‌افزار فردی منحصراً تحت سیستم‌عامل مایکروسافت ویندوز اجرا می‌شوند.

نرم افزار کامل شامل 3 ماژول کنترل دما، اکتساب داده data acquisition و ارزیابی داده ها data evaluationمی باشد.

 نرم‌افزار Linseis 32-bit با تمام ویژگی‌های ضروری برای آماده‌سازی، اجرا و ارزیابی اندازه‌گیری، درست مانند سایر آزمایش‌های حرارتی تحلیلی، مواجه می‌شود.

کاربرد دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

در اینجا چند مثال از کاربرد دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA کمپانی Linseis آلمان مشاهده می نمایید

مثال کاربردی: نفوذ حرارتی Thermal diffusivity شیشه سرامیک با LFA 1000

Pyroceram، یک علامت تجاری شیشه سرامیک Corning که به عنوان یک ماده استاندارد در کاربردهای مختلف استفاده می شود، با استفاده از دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA  اندازه گیری شده است تا تکرارپذیری مقادیر انتشار حرارتی را نشان دهد.

در مجموع 18 اندازه گیری با 18 نمونه که از یک بلوک فله بریده شده بودند انجام شد.

هر نمونه به طور جداگانه اندازه گیری شد و نتیجه نشان دهنده گسترش در نتیجه است که در محدوده +/- 1٪ در محدوده دمایی تا 1250 درجه سانتیگراد است.

مثال کاربردی: هدایت حرارتی Thermal conductivity گرافیت با دستگاه LFA 1000 کمپانی Linseis آلمان اندازه گیری فلاش لیزری با کارایی بالا

یک نمونه گرافیت با استفاده از دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA بررسی شده است.

 نفوذ حرارتی Thermal diffusivity به طور مستقیم در چندین دما بین  دمای محیط و 1600 درجه سانتی گراد تعیین شده است.

ظرفیت گرمایی ویژه Specific heat capacity با استفاده از یک استاندارد گرافیت شناخته شده در موقعیت نمونه دوم به عنوان مرجع در همان اندازه گیری تعیین شده است.

محصول خارج از نفوذ، گرما و چگالی ویژه هدایت حرارتی مربوطه را می دهد.

نتیجه یک هدایت حرارتی رو به کاهش خطی را نشان می دهد که معمولی است و یک نفوذ حرارتی که فلات بالای 500 درجه سانتیگراد را نشان می دهد.

Cp نسبت به دما کمی افزایش می یابد.

مثال کاربردی: تاثیر ضخامت نمونه بر دقت رسانایی حرارتی thermal conductivity دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

دقت مقادیر هدایت حرارتی یا رسانایی حرارتی بسته به ضخامت نمونه با استفاده از استاندارد نقره بررسی شد.

 برای دریافت ایده‌آل ضخامت نمونه برای روش فلاش لیزری، نمونه‌های نقره با ضخامت‌های مختلف در دمای اتاق اندازه‌گیری شدند.

هدایت حرارتی از ضریب نفوذ حرارتی، چگالی و ظرفیت حرارتی محاسبه شد.

این طرح نشان می دهد که دقت (انحراف از مقدار ) هر چه قطر کوچکتر شود به صورت تصاعدی افزایش می یابد.

حد مجاز برای مقدار دقیق حدود 200 میکرومتر است. در زیر آن ” barrier ” مقادیر به طور چشمگیری متفاوت است.

با این حال این تنها به دلیل محدودیت‌های روش نیست، بلکه به دلیل این واقعیت است که لایه‌های نازک رفتار متفاوتی مانند مواد حجیم از خود نشان می‌دهند که می‌توان با استفاده از THIN FILM LFA یا سایر تکنیک‌های لایه نازک بررسی کرد.

برنامه های کاربردی خارجی

به سوی ترموالکتریک جدید: سلنید قلع/ نانوکامپوزیت های اکسید گرافن اصلاح شده (منتشر شده ACS Omega)

عملکرد ترموالکتریک کواترنری تک فاز کاهش‌یافته تلوریوم (PbTe) 0.55 (PbS) 0.1 (PbSe) 0.35 (منتشر شده ACS Omega)

بهبود عملکرد ترموالکتریک سلنید چهار وجهی کواترنر Cu2CdSnSe4 با استفاده از رسوبات CdSe (منتشر شده انجمن مواد معدنی، فلزات و مواد)

PMMA رسانای حرارتی کم

پلی متیل متاکریلات (PMMA)، یک رزین مصنوعی که از پلیمریزاسیون متیل متاکریلات تولید می شود.

یک پلاستیک شفاف و سفت، PMMA اغلب به عنوان جایگزینی برای شیشه در محصولاتی مانند پنجره های نشکن، نورگیرها، تابلوهای نورانی و سایبان های هواپیما استفاده می شود.

تحت علائم تجاری پلکسی گلاس، لوسیت و پرسپکس فروخته می شود.

اطلاعات در مورد خواص ترموفیزیکی مواد و بهینه سازی انتقال حرارت محصولات نهایی برای کاربردهای صنعتی بیش از پیش حیاتی می شود.

در طی چند دهه گذشته، روش فلاش به یک تکنیک رایج برای اندازه‌گیری نفوذ حرارتی و هدایت حرارتی انواع مختلف جامدات، پودرها، خمیرها و مایعات تبدیل شده است.

حوزه های کاربردی بسته بندی الکترونیکی، سینک های حرارتی، براکت ها، خنک کننده راکتور، مبدل های حرارتی، عایق های حرارتی و بسیاری موارد دیگر هستند.

آماده سازی نمونه بدون مشکل، ابعاد نمونه مورد نیاز کوچک، زمان اندازه گیری سریع و دقت بالا تنها تعدادی از مزایای این روش اندازه گیری غیر تماسی و غیر مخرب است.

LINSEIS ابزارهای مختلفی را برای اندازه گیری انتشار/رسانایی حرارتی ارائه می دهد.

 سری فلاش لیزری LFA 1000/2000 یک راه حل مقرون به صرفه برای محدوده دمایی 125- تا 2800 درجه سانتیگراد ارائه می دهد.

مشخصات فنی دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

TECHNICAL DATA LFA 1000/2000

Temperature range   :                 –125 up to 500°C

                                                  RT up to 2000 / 2400 / 2800°C

Heating rate                :                   0.01 up to 100°C (depends on furnace)

Thermal Diffusivity    :                  0.01 up to 2000 mm2/s

Thermal Conductivity :                0.1 up to 4000 W/(m•K)

Accuracy                       :             Thermal diffusivity ± 2.3%

Specific Heat                 :                           ± 5%

Repeatability                  :               Thermal diffusivity ± 1.9%

Specific Heat                  :                            ± 3%

Flash source                   :                    Ng:YAG 25 J/pulse

Pulse width                    :                       0.05 up to 5 ms

variable pulse energy: software controlled

IR-detector

InSb                             :                         RT up to 2800°C

MCT                             :                         –100 up to 500°C

Atmosphere inert, vacuum

Vacuum up to 10–4mbar

Data aquisition 2 MHz

Gas control

manual or MFC

gas dosing systems

Sample holders

for round, square, powders, pastes, laminates, samples and

mechanic pressure

sample numbers up to 3 samples

آنالایزر فلاش نور/لیزر

برای اندازه گیری نفوذ حرارتی

انتشار حرارتی (a با واحد mm2/s) یک ویژگی خاص ماده برای مشخص کردن هدایت حرارتی ناپایدار است.

 این مقدار سرعت واکنش یک ماده به تغییر دما را توصیف می کند.

انتشار حرارتی و هدایت حرارتی

رسانایی گرمایی (λ با واحد W/(m•K)) انتقال انرژی – به شکل گرما – را از طریق جسم جرمی در نتیجه گرادیان دما توصیف می کند.

طبق قانون دوم ترمودینامیک، گرما همیشه در جهت دمای پایین تر جریان دارد.

رسانایی گرمایی

برای اندازه گیری دقیق خواص ترموفیزیکی مانند

انتشار حرارتی

انتشار حرارتی (a با واحد mm2/s) یک ویژگی خاص ماده برای مشخص کردن هدایت حرارتی ناپایدار است.

این مقدار سرعت واکنش یک ماده به تغییر دما را توصیف می کند.

انتشار حرارتی، تکنیک لیزر فلاش (LFA) خود را به عنوان یک روش مطلق سریع، همه کاره و دقیق ثابت کرده است. NETZSCH چهار مدل LFA را ارائه می دهد که کل طیف مواد و دما را پوشش می دهد.

ابزارهای NETZSCH بر اساس ابزار و استانداردهای کاربردی مربوطه برای LFA هستند (مانند ASTM E1461، DIN EN 821-2، DIN 30905، ISO 18755، ISO 22007-4، BS EN 1159-2، ASTM C714، و غیره).

تعیین نفوذ حرارتی و هدایت حرارتی

برای اندازه گیری دقیق نفوذ حرارتی a یا رسانایی (λ)، روش فلاش خود را به عنوان یک روش اندازه گیری سریع، همه کاره و دقیق معرفی کرده است.

NETZSCH در مجموع چهار مدل (LFA 467 HyperFlash®، LFA 457 MicroFlash®، LFA 467 HyperFlash® HT و LFA 427) ارائه می‌کند که در کل طیف وسیعی از مواد و محدوده دما را پوشش می‌دهند.

هدایت حرارتی

رسانایی گرمایی (λ با واحد W/(m•K)) انتقال انرژی – به شکل گرما – را از طریق جسم جرمی در نتیجه گرادیان دما توصیف می کند

طبق قانون دوم ترمودینامیک، گرما همیشه در جهت دمای پایین تر جریان دارد.

هدایت حرارتی (λ) مواد عایق را می توان مستقیماً با ابزار دقیق صفحه تعیین کرد

(HFM = Heat Flow Meter یا GHP = Guarded Hot Plate): در اینجا HFM 446 Lambda با قابلیت های اندازه گیری جدید و توسعه یافته و صفحه داغ محافظ GHP 456 Titan® که یک روش مطلق است و بنابراین نیازی به کالیبراسیون ندارد، گنجانده شده است.

دستگاه های ذکر شده در بالا مطابق با ابزار مربوطه استفاده عمل می کنند. به طور خاص، این موارد عبارتند از:

برای LFA: ASTM E1461، DIN EN 821-2، ISO 22007-4، ISO 18755

برای HFM: ASTM C518، ISO 8301، DIN EN 12667، JIS A 1412

GHP: ISO 8302، ASTM C177، DIN EN 12939، DIN EN 12667، DIN EN 13163

روش فلاش لیزری رسانایی سنج حرارتی laser flash method of thermal conductivity meter چیست؟

روش فلاش لیزری برای ارزیابی سرامیک ها و فلزات در دماهای بالا ترجیح داده می شود.

 می تواند رسانایی حرارتی را از 0.1 W/(mK) تا بیش از 1000 W/(mK) در محدوده دمایی وسیعی از -150 درجه سانتی گراد تا بیش از 2500 درجه سانتی گراد تعیین کند.

آنالایزر دمایی رابین آزما

دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA

دستگاه Laser Flash Analyzer-LFA کمپانی Linseis آلمان

دستگاه LFA 1000 کمپانی Linseis آلمان اندازه گیری فلاش لیزری با کارایی بالا

دستگاه LFA, دستگاه laser flash analyzer,دستگاه تعیین thermal conductivity meter,دستگاه تعیین Thermal diffusivity  ,کمپانی linseis,دستگاه سنجش رسانایی حرارتی,دستگاه اندازه گیری نفوذ حرارتی,دستگاه اندازه گیری ظرفیت گرمایی ویژه, تعیین رسانایی روغن های سیلیکون و نیترات سدیم, نفوذ حرارتی Thermal diffusivity شیشه سرامیک, تعیین نفوذ حرارتی و هدایت حرارتی,