LFA 457 MicroFlash

激光闪射法用于测量固体、粉末与液体样品的热扩散系数与导热系数。该方法使用一束短促的激光脉冲加热样品正面，通过红外 检测器测量样品背面温度升高与时间的关系，得到样品的热扩散系数与导热系数。这一非接触式与非破坏式的测量技术具有样品 制备简易，所需样品体积小，测量速度快，测量精度高等众多优点。
 

NETZSCH LFA 457 MicroFlash® 代表了当代激光闪射测量技术的最新进展。仪器为桌上型，温度范围 -125 ... 1100°C。为了覆盖这一温度范围，提供了两种可自由切换的炉体。
系统所使用的全新的红外传感器技术使得用户甚至可以在 -125°C 的低温下测量样品背部的温升曲线。
仪器既可使用内置的自动样品切换器在一次升温中对多个较小的样品进行测量，也可单独测量较大的样品（最大直径 25.4mm）。
真空密闭系统使得仪器可以在多种用户可选的气氛中进行测量。
样品支架、炉体与检测器的垂直式排布方便了样品的放置与更换，同时使得检测信号拥有最佳的信噪比。
LFA 457 是最强大与灵活的 LFA 系统，适用于包括汽车制造、航空航天与能源技术在内的各种领域的常规材料与新型高性能材料的表征。

LFA 457 MicroFlash® - 技术参数

• 温度范围： -125 … 1100°C（不同炉体）   
• 激光源：Nd:Glass 激光，能量可调 
• 导热系数：  0.1 ... 2000W/mK
• 真空度： 10-2 mbar
• 样品尺寸：方形  8 x 8mm，10 x 10mm 圆形  Ø6mm，Ø10mm，Ø12.7mm，Ø25.4mm 厚度  0.1 … 6mm
• 测试气氛： 真空、惰性或反应气体
• 支架类型： 石墨、氧化铝、碳化硅
• 样品形态： 固体、液体、粉末、薄膜
• 自动进样器：1 或 3 个样品位

LFA 457 MicroFlash® - 软件功能

LFA 457 MicroFlash® 的测量与分析软件是基于 MicroSoft Windows® 系统的 Proteus® 软件包，它包含了所有必要的测量功能和数据分析功能。这一软件包具有极其友善的用户界面，包括易于理解的菜单操作和自动操作流程，并且适用于各种复杂的分析。Proteus 软件既可安装在仪器的控制电脑上联机工作，也可安装在其他电脑上脱机使用。
LFA 部分软件功能：
• 精确的脉冲宽度修正与脉冲能量积分。
• 热损耗修正。
• 集成了所有传统模型。
• 使用非线性回归进行 Cowan 拟合。
• 改进的 Cape-Lehmann 模型，使用非线性回归，将多维热损耗纳入计算。
• 对于半透明样品的辐射修正。
• 二层与三层结构样品：通过非线性回归方式进行拟合，并将热损耗纳入计算。
• 计算多层样品的接触热阻。
• 比热测量：使用已知比热的标样、通过比较法进行计算。
• 内置数据库。

LFA 457 MicroFlash® - 应用实例

多晶石墨
使用配有低温系统的 LFA 457 对多晶石墨进行了测试，测试曲线上材料在室温附近导热系数达到最大，一般解释为由于该材料的 Debye 温度较高（> 1000 K）所致。在峰值右侧的高温区域，热扩散系数随温度上升而下降得比较快，主导了该区域的导热系数变化的趋势。峰值左侧的低温区则比热下降的非常快，这主导了低温下该材料的导热系数随温度变化的趋势。

聚碳酸酯
聚碳酸酯（PC）是一种非常常见的聚合物材料，常用于电动工具包装。为了通过有限元素模拟的方法以优化生产／模制工艺，需要知道它的热物性参数。如果使用 LFA 457 的熔融样品容器，则不仅能测得固态下、也能测得玻璃化转变温度以上（> 140°C）的材料的热扩散系数。若已知密度与比热数据（可用 DSC 测试），则可计算得到导热系数。此外，在比热曲线与热扩散曲线上还可以看到玻璃化转变（在导热系数曲线上则无法看到这一类似于二级相变的转变过程）。

硅片-热物理性质
本例中，硅片的物理性质由 LFA 457 MicroFlash® 测试。从 -100℃ 到 500℃，导热性能和热扩散系数持续降低。
比热值用 DSC 204 F1 Phoenix® 测定。数据点的标准偏差小于 1 %。

Ag1-xPb18MTe20 - 导热系数
下图为 AgPb18Te20 150 oC到370 oC温度范围内的导热系数测试结果。晶格导热系数可以根据测试得到的导热系数计算得到。AgPb18Te20的总导热系数(λtot) 和晶格导热系数(λlatt) 呈现出温度依赖性。
插图为 Ag1-xPb18BiTe20 (x = 0, 0.3) 和 AgPb18BiTe20 (用 + 表示) 的导热系数温度依赖性比较。

PbTe-Ge 和 PbTe-Ge1-xSix 合金导热系数
在碲化铅材料 PbTe-Ge 和 PbTe-Ge1-xSix 中，通过调整 Ge 和 Si 的含量可以很容易调节合金的导热系数。
下图结果是在 25℃ 到 320℃ 温度范围内获得。图A 显示 Ge 不同的含量对 PbTe 的晶格导热系数有很大的影响。在整个温度范围内，随着 Ge 含量的降低，晶格导热系数降低。另外，在上述体系加入 Si 元素后，晶格导热系数进一步降低（图B）。当 Ge 和 Si 的混合比例不变，将 Ge0.8Si0.2 含量降低时，可以看到类似的行为(图C)。图D 显示当Ge-/Ge-si 的比例为 5% 时能够得到最佳晶格导热系数。

LFA 457 MicroFlash® - 相关附件
LFA 457 MicroFlash® 配有恒温水浴，以保证温度与长时间工作的稳定性。
提供多种类型的真空泵，可以使得测试在真空或纯净无氧的惰性气氛下进行。
流量计，用于调节吹扫气体的流量。
由 SiC 或石墨制成的样品支架与样品罩，适用于标准样品尺寸。
提供由铂金、铝、蓝宝石等材料制成的多种类型不同尺寸的样品支架或样品容器，用于测量液体样品、熔融金属、矿渣与纤维等特殊样品。
提供用于热扩散系数验证的标准样品。
提供用于比热测试的参比样品。
制样设备。

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