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Wärmeleitfähigkeitsmessung mittels Laser Flash / Xenon Flash / THB / HFM

Wärmeleitfähigkeit / Temperaturleitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit, auch Wärmeleitzahl eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit, ist sein Vermögen thermische Energie in Form von Wärme zu transportieren. Die (spezifische) Wärmeleitfähigkeit wird in Watt je Kelvin und Meter angegeben und ist eine temperaturabhängige Materialkonstante.

Die Wärmeleitfähigkeit ist dabei von der Temperaturleitfähigkeit zu unterscheiden die angibt mit welcher Geschwindigkeit sich eine Temperaturveränderung durch einen Stoff ausbreitet.

Das Wissen über die thermischen Eigenschaften von Festkörpern und Flüssigkeiten bekommt in der heutigen Zeit eine immer größere Bedeutung. In vielen Anwendungsbereichen wie dem Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt, der Energiegewinnung, der Keramik- und Glasindustrie oder auch bei Baustoffen sind sehr präzise Informationen über das thermische Verhalten der verwendeten Materialien von größter Wichtigkeit.

Das Wärmemanagement von Gebäuden zum Beispiel wird wegen der explodierenden Energiekosten zu einem immer größeren Thema. Auch in der Halbleiterbranche spielen Wärmeflüsse eine große Rolle, wenn man beispielsweise an moderne integrierte Systeme wie Computerprozessoren denkt. Deshalb hat die Linseis Messgeräte GmbH in den letzten Jahren sehr viel Aufwand in die Erforschung und Entwicklung neuer Messtechniken gesteckt und konnte dabei entscheidende Erfahrungen sammeln. Heute sind wir stolz darauf, ein sehr breites Spektrum unterschiedlicher Messsyteme zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit und Wärmekapazität (spezifische Wärme) von Feststoffen, Flüssigkeiten, Pasten, Gelen und Pulvern in einem extrem weiten Temperaturbereich anbieten zu können. Auch dünnste Schichten im Nanometerbereich können mit unseren neuesten Entwicklungen problemlos analysiert werden.

1. LFA - LaserFlash / XFA - XenonFlash:

Die LaserFlash Technik hat sich als die schnellste und zuverlässigste Methode zur Messung der Wärme- und Temperaturleitfähigkeit herauskristallisiert. Messungen sind in einem Temperaturbereich von -125°C bis 600°C mit einem XenonFlash oder sogar bis zu unglaublichen 2800°C mit einem LaserFlash möglich. Der Messbereich von 0,1 W/mK bis 2000 W/mK deckt dabei die meisten gängigen Applikationen ab. Zusätzlich wurde für sehr dünne Proben (Dünnfilme von 80 nm bis 20 um) der Linseis TF-LFA (Thin Film LaserFlash Apparatus) entwickelt, welcher die Time Domain Thermoreflectance Messtechnik benutzt und die Flash-Serie komplementiert.

Die LINSEIS LaserFlash- (LFA) und  XenonFlash- (XFA) Geräte arbeiten in Übereinstimmung mit folgenden nationalen und internationalen Normen: ASTM E-1461, DIN 30905 und DIN EN 821.

2. THB - Transient Hot Bridge

Mit dieser Technik kann die Wärmeleitfähigkeit, die Temperaturleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität in einem Temperaturbereich von -50°C bis 200°C gemessen werden. Der Messbereich von 0,01 bis 500 W/mK ist dabei komplementär zu den LaserFlash-Geräten. Der THB kann für Feststoffe, Gele, Pasten sowie Flüssigkeiten verwendet werden und liefert eine sehr präzise, ​​automatische Messung innerhalb von wenigen Minuten. Für dieses Gerät wurden bereits viele verschiedene patentierte Sensor-Typen entwickelt, wodurch ein breites Anwendungsfeld erschlossen wurde.

3. HFM - Heat Flow Meter

Das Linses Heat Flow Meter ist ein schnelles und leicht zu bedienendes Instrument zur Vermessung von Materialien mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (beispielsweise Dämmstoffe). Das Prinzip dabei ist, eine Probe zwischen einer heißen und einer kalten Platte zu positionieren und den sich ergebenden Wärmefluss zu messen. Das Linseis HFM arbeitet mit höchster Präzision nach den Normen ASTM C518, JIS A1412, ISO 8301 und DIN 12667.