德國耐馳閃射法導熱儀LFA 467 HyperFlash

開創熱擴散系數與導熱系數測量的新天地 —— 快速、簡單、經濟

德國耐馳閃射法導熱儀LFA 467 HyperFlash

寬廣的溫度范圍，從 -100°C 到 500°C

無須更換檢測器或爐體， LFA467 HyperFlash在同一臺儀器上可實現 -100°C 到 500°C 的寬廣溫度范圍。加上目前市場上種類*豐富的可選配件，開創了熱物性測量的新天地。

進樣器附有 16 個樣品位，樣品容納量為原來的 4 倍

LFA 467 HyperFlash 的一大優勢是可以在整個溫度范圍內連續測量 16 個樣品，大大縮短了測量時間。液氮補給系統可以實現對檢測器與爐體的自動補充液氮，保證儀器全天候不間斷測量。

Zoom Optics 得到的測量結果更準確，減少測量誤差

專利技術的 Zoom Optics 優化了檢測器的檢測范圍，從而消除了孔徑光闌的影響。顯著增加了測量結果的精度。

極高的采樣頻率（2MHz），特別適合于薄膜樣品

薄膜樣品及高導熱材料需要快速的數據采集速率，來精確地記錄樣品上表面的升溫過程。LFA 467 HyperFlash 可以提供 2MHz 的數據采集速率，這是 LFA 系統前所未有的。

LFA 467 HyperFlash^® - 技術參數

• 溫度范圍：-100°C ... 500°C，單一爐體

• 氙燈，*大能量 10 J/Pulse（功率可調）

• 非接觸式測量，IR 檢測器檢測樣品上表面升溫過程

• 數據采集速率：高達 2MHz（包括半升溫信號檢測，及 pulse mapping 技術）-- 對于高導熱及薄膜樣品，采樣時間（約為半升溫時間 10 倍）可低至 1ms，樣品厚度*薄可至 0.01 mm 以下（取決于具體的導熱系數）

• 熱擴散系數測量范圍：0.01 mm2/s ... 1000 mm2/s

• 導熱系數測量范圍：< 0.1 W/(mK) ... 2000 W/(mK)

• 樣品尺寸： 
  - 直徑 6 mm ... 25.4 mm（包括方形樣品） 
  - 厚度 0.01 mm ... 6 mm（樣品的厚度要求取決于不同樣品的導熱性能）

• 16 個樣品位的自動進樣器

• 20 多種支架類型

• 豐富的測量模式，適應各種類型的樣品。如各向異性材料，多層模式分析，薄膜，纖維，液體，膏狀物，粉末，熔融金屬，壓力下的測試，等等。

• Zoom Optics 優化檢測器的檢測范圍（專利技術）

• 專利保護的 pulse mapping 技術（US 7038209, US 20040079886, DE 10242741 – approximation of the pulse），用于脈沖寬度修正，可以提高比熱值的測量精度

• 氣氛：惰性、氧化性、靜態/動態、負壓

Zoom Optics 獲取更準確的測量結果，減小測量誤差

對于傳統的 LFA 系統設計，檢測器所覆蓋的檢測面積通常被調整為適合樣品的*大尺寸（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域。但由于任何物體都會發射紅外輻射，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與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持續上升，或者過早地達到水平狀態。不管是哪種情況，都會導致分析得到的半升溫時間發生偏移，由此計算得到的熱擴散系數產生誤差。

使用 LFA467 配備的 ZoomOptics（專利號：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 Zoom Optics 的優點：

LFA 467 HyperFlash^® - 應用實例

更大的裝樣數，更高的測試效率

LFA 467 HyperFlash^® 的高樣品裝載量可以提高操作效率。LFA 467 HyperFlash^® *多可裝載16個樣品。這在保證測試質量的前提下顯著節省測試時間和精力。

集成的自動進樣器可以保證整個溫度范圍內、每個位置上的每一個樣品都處于*佳位置。測量時，系統對所有樣品同時進行加熱或冷卻，然后逐一測量。這樣可以大大節省測試時間。

譜圖顯示了使用 LFA 467 一次裝載 16 個 Pyroceram 樣品（厚度為 2.5mm，直徑為 12.7mm）進行室溫至 500℃ 的測試。測量結果與理論值之間的偏差 < 2%。

集成自動進樣器可同時測試 16 個樣品，并具有極高的精度和重現性。

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。測量覆蓋 LFA 467 HyperFlash^® 完整溫度范圍（-100℃ 至 500℃）。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%。
 

LFA 467：在一次測量中即可完成全溫度范圍的熱擴散系數測試。
圖中樣品為 Inconel 600 標樣，實線為文獻數據。

高導熱銅箔

圖中展示了不同厚度的銅樣品的測量數據，這個實例清楚地表明，該系統可以成功地測試具有很高熱擴散系數的樣品，另外，將樣品厚度從3.0mm減小到0.25mm進行測試對比可見，即使樣品很薄仍可獲得很高的測試精度。

此類測試得益于 LFA 467 HyperFlash^® 具有高達 2MHz 的數據采集速率和低至 20µs 的脈沖寬度。

當樣品厚度降低時，其厚度不確定性對誤差的影響將增大。因此對于較薄的樣品測試，樣品的制備與厚度測量都需格外小心。

LFA 467：不論樣品的厚薄程度，測試得到的銅樣品的熱擴散系數與理論值都十分吻合