LFA L51 - Donde el análisis térmico se une a la innovación
El LINSEIS LFA L51 es un analizador de destellos luminosos versátil para la medición de alta precisión de la difusividad térmica, conductividad térmica y capacidad calorífica específica. Es ideal para analizar sólidos, polvos, pastas y líquidos en una amplia gama de aplicaciones industriales, por ejemplo en envases electrónicos, intercambiadores de calor, aislamiento térmico o refrigeración de reactores. Con una amplia gama de temperaturas de -100 °C a 1250 °C el LFA L51 permite realizar mediciones rápidas, sin contacto y no destructivas, con un mínimo esfuerzo de muestreo y una gran precisión.
El método de medición absoluta no requiere calibración y cumple normas internacionales como ASTM E-1461, DIN EN 821-2 y DIN 30905. El sistema está equipado con detectores intercambiables InSb o MCT (refrigerados por LN₂ o Peltier) y puede funcionar opcionalmente con un relleno automático de LN₂. El funcionamiento en vacío o en atmósfera de gas inerte es posible gracias a un sistema opcional de dosificación de gas, para una flexibilidad máxima en el análisis térmico moderno.
Características únicas
Mejoras del software
- Nuevo software LINSEIS LiEAP: Nuestra plataforma de software completamente nueva está ahora aún más centrada en las necesidades de nuestros clientes, para que siempre estés informado sobre el estado actual y recibas asistencia si la necesitas.
- Actualizaciones automáticas y nuevas funciones: Nuestro software recibe actualizaciones automáticas periódicas que no sólo mejoran la seguridad, sino que también proporcionan continuamente nuevas funciones.
- Lex Bus Plug & Play: nuestra última interfaz de hardware Lex Bus revoluciona la comunicación de datos en nuestros sistemas. Lex Bus permite la integración perfecta y eficaz de nuevas herramientas de hardware y software.
- Control del horno mejorado: Nuestro nuevo y mejorado control del horno ofrece un control más preciso de la temperatura, lo que se traduce en mejores resultados de medición y mayor rendimiento gracias a una mejor secuenciación de la temperatura según tus deseos y requisitos.
- Mantenimiento preventivo y detección de problemas: Mediante el uso de componentes y accesorios inteligentes, nuestro enfoque de mantenimiento preventivo detecta problemas y signos de desgaste antes de que puedan causar daños y mantiene tu electrodoméstico en las mejores condiciones.
Nuevo sistema mejorado de guiado de la luz
Aporta más energía a la muestra y amplía los límites. El novedoso sistema de guiado de la luz amplía significativamente el rango de medición al maximizar la potencia que llega a la muestra, proporcionando señales hasta tres veces más potentes. Esto es especialmente evidente en muestras con menor conductividad térmica o mayor grosor, que pueden medirse con mayor facilidad y precisión.
Enlace al laboratorio Linseis
Con Linseis Lab Link, ofrecemos una solución integrada para las incertidumbres en los resultados de las mediciones. Con el acceso directo a nuestros expertos en aplicaciones a través del software, recibirás asesoramiento sobre el procedimiento de medición correcto y sobre cómo analizar los resultados. Esta comunicación directa garantiza resultados óptimos y maximiza la eficacia de tus mediciones para realizar análisis precisos y trabajos de investigación, así como un flujo de procesos fluido.
Mejoras de diseño
El nuevo diseño del aparato se caracteriza por una elegante carcasa de aluminio que es a la vez robusta y estéticamente agradable. La barra de estado LED permite visualizar fácilmente la información importante. Un panel táctil permite un manejo intuitivo y contribuye a una experiencia de usuario moderna que combina comodidad y funcionalidad. El nuevo diseño del aparato hace hincapié en el manejo ergonómico.
Mejora PLH
Los dispositivos LFA L51 pueden ampliarse con la opción PLH (calentamiento periódico por láser). Esta solución 2 en 1 patentada ofrece dos técnicas de medición en un solo dispositivo, maximiza el campo de aplicación y permite analizar muestras con un grosor de µm a mm.
La tecnología PLH se ha desarrollado y optimizado especialmente para caracterizar muestras de película fina con una precisión sin igual. Cubre un rango de medición de espesores de muestra de 10 μm a 500 μm y un rango de conductividad térmica de 0,01 a 2000 mm²/s.
La opción PLH L53 es adecuada para una amplia gama de materiales y, por tanto, para las siguientes aplicaciones:
- Materiales de distribución del calor, como láminas de grafito y láminas finas de cobre,
- Semiconductores con propiedades térmicas complejas,
- Metales que requieren mediciones precisas de la difusión,
- Cerámicas y polímeros utilizados en sistemas de materiales avanzados.
Análisis de anisotropía e inhomogeneidad
Con sus funciones avanzadas de mapeo, el sistema PLH permite medir la conductividad térmica de una muestra de forma espacialmente resuelta. Esta función es especialmente valiosa para identificar anisotropías (diferencias direccionales en el comportamiento térmico) e inhomogeneidades (inconsistencias del material). Al escanear varias zonas, los usuarios obtienen un conocimiento exhaustivo de las propiedades térmicas de las películas finas, lo que garantiza un rendimiento optimizado del material para aplicaciones exigentes.
Aplicaciones y enfoque industrial
Las aplicaciones típicas incluyen el análisis de películas y membranas independientes, cada vez más importantes en las industrias de las baterías y el hidrógeno. La capacidad de medir con precisión las propiedades de transferencia de calor de estos materiales es fundamental para mejorar la eficiencia energética, la gestión térmica y el rendimiento general del sistema.
Las funciones más importantes de un vistazo
- Análisis de anisotropía: Combina a la perfección las mediciones en el plano transversal y en el plano interior.
- Compatibilidad versátil con materiales: apto para semiconductores, metales, cerámica y polímeros.
- Capacidad cartográfica: Permite un análisis espacial preciso de las anisotropías e inhomogeneidades dentro de la muestra.
- Gran precisión de medición: cubre una amplia gama de espesores de muestra y valores de conductividad térmica.
Destacados
Amplio rango de temperaturas:
-100°C a 1250°C
Elevada precisión de medición y repetibilidad
Diseño modular para una personalización flexible
Tiempos de medición más rápidos gracias a la tecnología de destello láser/luz
Software fácil de usar para un análisis exhaustivo de los datos
Adecuado para sólidos, capas y líquidos
Características principales
Nueva electrónica
- Electrónica de amplificación mejorada: La electrónica mejorada mejora la relación señal/ruido (SNR) y la resolución de 16 bits, y garantiza mediciones precisas y reproducibles en muestras finas o conductoras.
- Mayor velocidad de adquisición de datos: Una velocidad de adquisición de 2,5 MHz permite el análisis preciso de materiales delgados y de conducción rápida, y capta datos detallados en poco tiempo.
- Comunicación mejorada: los dispositivos Linseis pueden funcionar a través de USB o Ethernet como dispositivos individuales o en una red mayor.
Horno de baja temperatura optimizado
El nuevo horno de baja temperatura optimizado para la señal garantiza mediciones sin gradiente y muy precisas a temperaturas más bajas, así como una mayor velocidad para un mayor rendimiento.
Zona de calentamiento sin gradiente
El control de la temperatura del horno se optimiza mediante una zona de calentamiento sin gradiente. Este diseño garantiza que toda la muestra se caliente uniformemente, lo que mejora la reproducibilidad de la medición, que es crucial para obtener resultados precisos de conductividad térmica.
Detector refrigerado por Peltier
Existen dos opciones de refrigeración para los detectores de infrarrojos: una versión refrigerada con nitrógeno líquido y una alternativa refrigerada termoeléctricamente (Peltier). Aunque el detector refrigerado por Peltier tiene una relación señal/ruido algo peor, su gran idoneidad práctica es impresionante. Es la opción ideal sobre todo en entornos sin acceso a nitrógeno líquido, por ejemplo en zonas protegidas como las cajas de guantes.
Electrónica externa para entornos controlados
El LFA puede integrarse con componentes electrónicos externos para su uso en cajas de guantes o celdas calientes, lo que permite utilizarlo en entornos controlados en los que pueda haber materiales sensibles o condiciones peligrosas.
Iluminación completa de la muestra
El LFA L51 garantiza la iluminación completa de muestras con un diámetro de hasta 25,4 mm y evita así un gradiente de temperatura radial en la muestra. De este modo se mejora la reproducibilidad y se obtienen resultados más uniformes en una amplia gama de tamaños de muestra.
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Especificaciones
Rango de temperatura: de -100 °C a 1250 °C
Conductividad térmica: de 0,1 a 4000 W/(m-K)
Precisión de la difusividad térmica: ±2,4%.
Descubre nuestro potente LFA, desarrollado para realizar análisis de conductividad térmica rápidos y fiables:
- Fuente de destello: destello de luz controlado por software (15 J/impulso, anchura de pulso de 50-2000 µs)
- Opciones de detector: InSb o MCT (refrigerado por LN₂ o Peltier)
- Capacidad de vacío: Hasta 10-⁵ mbar
- Manipulación flexible de muestras: sólidos, polvos, pastas, laminados, películas finas
- Adquisición de datos a alta velocidad: 2,5 MHz
Método
Análisis del destello luminoso
El método del destello de luz (LFA ) es una técnica rápida y sin contacto para determinar la difusividad térmica, calor específico y conductividad térmica de sólidos, polvos y pastas. Un breve pulso de energía calienta la parte posterior de la muestra, y el aumento de temperatura resultante en la parte frontal se registra a lo largo del tiempo mediante un detector de infrarrojos de alta velocidad.
La curva de aumento de temperatura indica la rapidez con que el calor se propaga a través de la muestra. A partir de estos datos se calcula la difusividad térmica. Si se conocen el calor específico y la densidad del material, también puede determinarse la conductividad térmica.
El AGL es un método no destructivo y de alta precisión utilizado en la investigación de materiales. investigación de materiales, electrónica, aeroespacial y en aplicaciones energéticas se utiliza ampliamente. Entre sus principales ventajas se encuentran los breves tiempos de medición, la preparación mínima de las muestras y la capacidad de analizar una amplia gama de materiales, todo ello con gran repetibilidad y en atmósferas controladas.
Principio de medición
En una medición LFA, la muestra se calienta a una temperatura definida en un horno o microcalentador. Un pulso de luz programable -generado normalmente por un láser o una lámpara de flash de xenón- se dirige a la cara inferior de la muestra. Esto provoca un calentamiento inmediato del reverso, lo que conduce a un aumento de la temperatura en la superficie.
Este cambio de temperatura se registra en función del tiempo mediante un detector IR sensible. La difusividad térmica se calcula a partir de la curva temperatura-tiempo resultante, basándose en la semivida del aumento de temperatura y el grosor de la muestra. Con el conocimiento adicional del calor específico y la densidad, se puede deducir la conductividad térmica.
Este método proporciona resultados precisos con tiempos de medición cortos, admite una amplia gama de temperaturas y permite realizar mediciones al vacío o en atmósferas gaseosas controladas.
Variables medidas
- Difusividad térmica (α [mm²/s])
- Capacidad calorífica específica (Cp [J/g-K])
- Conductividad térmica (λ [W/m-K]) (calculada mediante α – Cp – ρ)
- Propiedades térmicas dependientes de la temperatura
- Datos de repetibilidad y precisión
Métodos y funciones compatibles
- Medición múltiple (hasta 18 muestras)
- Análisis de láminas delgadas (con módulo PLH)
- Mediciones isotérmicas y en función de la temperatura
- Análisis de materiales anisótropos
- Medición de polvos, pastas, sólidos y laminados
- Medición en atmósferas controladas (inerte, reductora, oxidante)
- Mediciones de vacío (hasta 10-⁵ mbar)
- Adquisición de datos a alta velocidad para eventos térmicos rápidos
Una ventaja con el LFA L51: soluciones flexibles para cada reto térmico
LFA L52 Nuclear
PLH L53 - Calen-
tamiento
periódico por
láser
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Presentación del LFA L51: características, mejoras y preguntas más frecuentes
Concepto de medición
La muestra se coloca en un robot de muestras rodeado por un horno (LFA L51 LT/500/1000) o en uno de los cinco elementos de microcalentamiento situados en una plataforma lineal móvil (LFA L51 1250). Para la medición, el horno se mantiene a una temperatura preestablecida y se irradia un impulso de energía programable sobre la parte posterior de la muestra, lo que provoca un aumento de la temperatura en la superficie de la muestra. Este aumento de temperatura resultante en la superficie de la muestra se mide con un detector de infrarrojos (IR) de alta velocidad y gran sensibilidad. Tanto la conductividad térmica como el calor específico pueden determinarse a partir de los datos de temperatura-tiempo. Si se conoce la densidad (ρ), la conductividad térmica puede calcularse como sigue:
Control de Visión
Principio de medición
Con un sistema de flash, la calidad de la señal depende de la cantidad de radiación de la muestra que incide en la superficie del detector de infrarrojos. Normalmente, el área activa del detector es limitada (por ejemplo, 2 x 2 mm²) en comparación con el diámetro de la muestra (de 3 mm a 25,4 mm). Por este motivo, se utiliza una disposición optimizada del detector de infrarrojos, el objetivo y la muestra para mejorar la superficie de la muestra fotografiada. El punto de medición sobre la muestra debe ser lo más grande posible, pero no debe sobresalir de la muestra. Exceder el punto puede provocar artefactos de medición o ruido adicional en la señal. El control de imagen garantiza la mejor calidad de señal para todos los tamaños de muestra. La optimización garantiza una excelente calidad de la señal para muestras grandes y pequeñas.
Control de Visión
La opción «Control de Visión» garantiza un punto de detección perfecto para distintas geometrías de muestra. Esto permite el ajuste perfecto para obtener una imagen ideal y nítida de la superficie de la muestra en el área activa del sensor.
*No disponible en todas las configuraciones y países.
Horno o microcalentador de infrarrojos de alta velocidad para un rendimiento de muestras sin igual
El aparato LFA 51 puede equiparse con un horno de infrarrojos de alta velocidad (LFA L51 500/1000), un elemento de microcalentamiento avanzado (LFA L51 1250) o un horno de resistencia de baja temperatura (LFA L51 LT), lo que permite velocidades de calentamiento y enfriamiento excepcionalmente rápidas. Este rápido ajuste de la temperatura minimiza las paradas, ahorra un tiempo valioso y permite un alto rendimiento de las muestras para aumentar la productividad del laboratorio. Con esta tecnología, se pueden analizar numerosas muestras en poco tiempo, lo que resulta especialmente ventajoso para las aplicaciones en las que el tiempo es un factor crítico. La tecnología de infrarrojos y microcalentamiento también garantiza un control preciso y uniforme de la temperatura y proporciona resultados de medición fiables y exactos.
Porque el tiempo es importante
Comparación del tiempo hasta que se alcanza la estabilidad de la temperatura.
Un horno de microcalentamiento rápido por infrarrojos alcanza la temperatura fijada mucho más rápido y proporciona una excelente estabilidad isotérmica de la temperatura.
La comparación del enfriamiento del horno IR, el microelemento calefactor y el elemento calefactor de resistencia MoSi muestra claramente la ventaja de los tiempos de enfriamiento cortos. Esto permite realizar varias mediciones en rápida sucesión y mejora el rendimiento de la muestra. El horno IR se enfría de 1000 °C a 30 °C en 105 minutos, mientras que el microelemento calefactor sólo necesita unos 26,5 minutos. Incluso cuando se enfría hasta 1250 °C, permanece por debajo de los 30 minutos. El elemento calefactor de MoSi utilizado para la comparación se enfría de 1560 °C a 19 °C en unos 147 minutos.
Hornos LFA L51
LFA L51 500
Este modelo ofrece mediciones rentables de la conductividad térmica, la difusividad y el calor específico de hasta 6 muestras, con un rango de temperatura de RT a 500 °C y una rápida detección IR para análisis precisos. Esto lo hace ideal para aplicaciones con polímeros o materiales de bajo punto de fusión.
LFA L51 1000
Dispositivo modular para mediciones de difusividad térmica y conductividad térmica que admite temperaturas de RT a 1000 °C, está optimizado para ciclos de medición rápidos y gran flexibilidad y es perfectamente adecuado para el análisis de cerámicas y metales.
LFA L51 1250
Proporciona mediciones precisas a temperaturas de hasta 1250 °C con calentamiento y enfriamiento rápidos, por lo que es muy adecuado para aplicaciones de análisis térmico con cerámicas y metales.
LFA L51 LT
La versión de baja temperatura proporciona mediciones precisas de
-100 °C a 500 °C para diversas aplicaciones en el rango de bajas temperaturas.
Soportes y portamuestras
Los distintos tipos de portamuestras permiten medir una amplia gama de dimensiones de muestra, de 3 a 25,4 mm, en forma sólida, líquida, en polvo o en pasta. También hay disponibles portamuestras para materiales de cambio de fase. El robot de muestras Linseis puede medir hasta 6 muestras simultáneamente, con posibilidad de hasta 18 muestras bajo pedido. Como materiales para los portamuestras hay disponibles grafito, SiC, óxido de aluminio o diversos metales.
Portamuestras
Portamuestras
Selección del modelo
Selección del modelo admitido
El programa permite seleccionar distintos modelos de evaluación. Para ayudar al usuario en el proceso de selección, la precisión de ajuste de todos los modelos puede visualizarse fácilmente para garantizar la facilidad de uso y la máxima precisión.
Los datos empíricos de clientes y laboratorios de aplicación de Linseis de todo el mundo demuestran que el modelo combinado de Dusza es el más universalmente aplicable y, en general, proporciona la mejor concordancia entre los datos de medición y el modelo en una amplia gama de materiales.
Modelo combinado Dusza – Solución combinada única para la corrección simultánea de las pérdidas de calor y los impulsos finitos mediante el método del destello láser
El modelo combinado universal, basado en el método probado de Dusza, permite una evaluación fiable de los datos del destello láser al corregir simultáneamente la pérdida de calor, los pulsos finitos y las condiciones no adiabáticas. Gracias a la estimación no lineal de los parámetros, no es necesaria la selección manual del modelo, lo que ahorra tiempo y evita errores del usuario. El método se ha probado en más de 100 muestras y ofrece sistemáticamente resultados precisos de la máxima calidad. El ejemplo con una muestra de Inconel muestra claramente que el modelo combinado ofrece el mejor ajuste y la mayor precisión en comparación con los enfoques convencionales.
Modelo combinado modificado / modelo especial para muestras translúcidas
Como se muestra en el diagrama, el aumento de temperatura causado por el impulso de energía inducido provoca un aumento inmediato de la señal del detector en las muestras translúcidas. Esta señal inicial debe tenerse en cuenta y corregirse, ya que distorsiona el resultado de la medición hacia una difusividad del calor aparentemente mayor. Hasta ahora, los modelos existentes no podían explicar suficientemente bien este fenómeno de aumento instantáneo de la temperatura. Nuestro exclusivo modelo combinado permite la corrección de los datos de la muestra y proporciona un ajuste personalizado, lo que conduce a una mejora significativa de los resultados de la medición.
Modelo McMasters para muestras porosas
El modelo McMasters es una herramienta especial desarrollada para analizar con precisión y flexibilidad la transferencia de calor en materiales porosos.
Características principales:
- Modelo unidimensional de transferencia de calor para análisis precisos.
- Contiene la profundidad de penetración finita del impulso inicial como parámetro de ajuste importante.
- Tiene en cuenta las pérdidas de calor en la parte delantera y trasera de la muestra.
Este modelo avanzado, basado en el trabajo de McMasters et al*, garantiza resultados fiables y detallados y
es, por tanto, una opción indispensable para los análisis térmicos complejos.
* McMasters, Robert L. et al. «Contabilización de la penetración del calentamiento láser en experimentos de difusividad térmica flash». ASME. J.
Transferencia de calor (1999): 121(1): 15-21.
¿Cuánto cuesta un LFA L51?
El precio de un sistema LFA L51 depende de la configuración elegida y de las opciones adicionales, como el rango de temperatura, el tipo de detector, las funciones de automatización o los portamuestras especiales. Como cada sistema puede personalizarse según los requisitos específicos de tu aplicación, los costes pueden variar considerablemente.
Para obtener un presupuesto exacto, utiliza nuestro formulario de contacto e indícanos tus necesidades; estaremos encantados de proporcionarte un presupuesto personalizado.
¿Cuál es el plazo de entrega de un LFA L51?
El plazo de entrega de un LFA L51 depende en gran medida de las opciones seleccionadas y de la configuración deseada. Las funciones adicionales, como rangos de temperatura ampliados, detectores especiales, automatización o personalizaciones especiales, pueden aumentar el esfuerzo de producción y preparación y, por tanto, prolongar el plazo de entrega.
Ponte en contacto con nosotros a través de nuestro formulario de contacto para recibir una estimación precisa del plazo de entrega en función de tus requisitos individuales.
Software
Hacer visibles y comparables los valores
Software LiEAP COMPLETAMENTE NUEVO
El nuevo software LiEAP incluye una función de asistencia basada en IA que minimiza los errores de funcionamiento y reduce las incertidumbres de medición. Además, el software admite varios modelos exclusivos, incluido el modelo Dusza, que puede procesar muestras transparentes, porosas, líquidas y en polvo, así como sistemas multicapa.
Características principales
- Software MS®Windows™ totalmente compatible
- Seguridad de los datos en caso de apagón
- Funciones de seguridad (protección contra rotura del termopar, fallo de alimentación, etc.)
- Evaluación online y offline de la medición actual
- Comparación de curvas
- Almacenamiento y exportación de análisis
- Exportación e importación de datos en formato ASCII
- Exportación de datos a MS Excel
- Análisis multimétodo (DIL, STA, DSC, HCS, LSR, LZT, LFA)
- Control de gas programable
- NUEVO flujo de trabajo
Determinación del calor específico (Cp) por método comparativo
Para calcular la capacidad calorífica específica, se compara el aumento máximo de temperatura de la muestra con el aumento máximo de temperatura de una muestra de referencia. Tanto la muestra desconocida como la de referencia se miden en las mismas condiciones en una sola pasada con el robot de muestras. Por tanto, puede suponerse que la energía del impulso láser y la sensibilidad del detector de infrarrojos son las mismas para ambas mediciones.
Detección de impulsos
Para mejorar la precisión de la medición del Cp, es esencial medir la energía del pulso y la sensibilidad del detector, en lugar de suponer que son constantes.
Por ello, el LFA L51 actualizado ofrece la opción de registrar la forma del impulso, reconocer la forma del impulso y realizar una corrección energética en el ciclo de medición totalmente automático. Esto conduce a una determinación muy precisa de la capacidad calorífica específica en el modo de medición por comparación con un material de referencia conocido.
Software de evaluación
- Introducción automática o manual de los datos de medición relevantes: como la densidad y el calor específico
- Modelo de evaluación combinado universal para la evaluación de datos
- Modelos especiales para muestras translúcidas o porosas
Modelos de evaluación
- Modelo combinado Dusza
- NUEVO modelo McMasters (para muestras porosas)
- Modelos de 2/3 turnos
- Parker
- Cowan 5 y 10
- Azumi
- Clark-Taylor
- Degiovanni
- Corrección del impulso finito
- Corrección de la pérdida de calor
- Corrección de la línea de base
- Modelo multiturno
- Determinación de la resistencia de contacto
- Corrección para muestras translúcidas
Software de medición
- Introducción de datos sencilla y fácil de usar para segmentos de temperatura, gases, etc.
- Robot de muestra controlable
- El software muestra automáticamente los valores medidos corregidos después del pulso de energía
- Secuencia de medición totalmente automática para mediciones con varias muestras
- Atención al cliente
- Modo sencillo para mediciones eficaces y rápidas
- Modo experto para una personalización máxima
- El modelo de servicio supervisa el modo del dispositivo y proporciona retroalimentación
Aplicaciones
Cerámica y vidrio
El vidrio y la cerámica son materiales indispensables tanto en las aplicaciones tradicionales como en las de alta tecnología. Desde artículos domésticos hasta componentes sofisticados de electrónica, aeroespacial y tecnología médica, sus propiedades mecánicas, térmicas y químicas únicas permiten utilizarlos en una amplia gama de aplicaciones en condiciones exigentes.
Los métodos de análisis térmico desempeñan un papel crucial en el desarrollo de materiales y la optimización de procesos. Proporcionan información precisa sobre la conductividad térmica, la capacidad calorífica, la expansión térmica y el comportamiento de sinterización. Esto permite a los fabricantes optimizar la composición, mejorar la eficiencia energética y garantizar el rendimiento del producto para una amplia gama de materiales cerámicos y de vidrio, incluidas las cerámicas técnicas, las superficies inteligentes y los compuestos reforzados con fibras.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica, difusividad térmica y capacidad calorífica específica de las vitrocerámicas
El BCR 724, una vitrocerámica estándar, se midió con el LFA L51 500 / 1000. Para ello, se cortó un pequeño disco de 1 mm de grosor y 25,4 mm de diámetro de una lámina del material a granel y se recubrió con grafito para la medición. El LFA L51 proporciona la difusividad térmica en función directa de la temperatura. Los datos de Cp se determinaron comparativamente midiendo un patrón cerámico conocido en las mismas condiciones en una segunda posición de muestra del mismo portamuestras. A partir de ahí, se calculó la conductividad térmica a partir del producto de la densidad, el calor específico y la difusividad térmica. El resultado muestra una ligera disminución de la difusividad térmica y la conductividad térmica, mientras que el valor Cp aumenta con el incremento de la temperatura.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica de la vitrocerámica
La pirocerámica, una marca de vitrocerámica de Corning que se utiliza como material estándar en diversas aplicaciones, se midió con el LFA L51 1250 para verificar la reproducibilidad de los valores de conductividad térmica. Se realizaron un total de 18 mediciones con 18 muestras cortadas de un bloque. Cada muestra se midió por separado y el resultado muestra una dispersión en el rango de +/- 1 % en una gama de temperaturas de hasta 1160 °C.
Investigación, Desarrollo y Academia
Los nuevos materiales desempeñan un papel decisivo en las innovaciones tecnológicas, desde los materiales compuestos ligeros en la industria aeroespacial hasta la cerámica y los semiconductores de alto rendimiento. Su desarrollo requiere un conocimiento detallado de las propiedades termofísicas, como la difusividad térmica, la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica.
Los sistemas LFA de LINSEIS permiten una medición rápida, no destructiva y precisa de estos importantes parámetros. Esto los convierte en herramientas indispensables en la investigación y el desarrollo de materiales, especialmente para polímeros, cerámicas, materiales híbridos y aleaciones de alta temperatura. Con datos precisos del LFA, los investigadores pueden optimizar el flujo de calor, mejorar el rendimiento bajo estrés térmico y apoyar el desarrollo de materiales más seguros, eficientes y sostenibles.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica del grafito
Se analizó una muestra de grafito con el LFA L51. La conductividad térmica se determinó directamente a varias temperaturas entre RT y 1000 °C. La capacidad calorífica específica se determinó utilizando un patrón de grafito conocido en una segunda posición de la muestra como referencia en la misma medición. El producto de la difusividad, el calor específico y la densidad da la conductividad térmica correspondiente. El resultado muestra una conductividad térmica típicamente lineal decreciente y una difusividad térmica que muestra una meseta por encima de 500 °C. La Cp aumenta con el aumento de la temperatura. El Cp aumenta ligeramente con el aumento de la temperatura.
Polímeros
Los polímeros se utilizan en innumerables aplicaciones, desde envases y piezas de automóvil hasta dispositivos aeroespaciales y médicos. Para garantizar un rendimiento fiable, es esencial conocer su conductividad térmica, calor específico y difusividad térmica, sobre todo cuando se trata de aislamiento térmico, comportamiento de refrigeración o resistencia al envejecimiento.
Los sistemas LFA de LINSEIS permiten un análisis preciso y no destructivo de estas importantes propiedades para todos los tipos de polímeros, incluidos termoplásticos, termoestables y elastómeros. Ya sea para el desarrollo de productos, el control de calidad o la comparación de materiales, las mediciones LFA ayudan a optimizar las condiciones de procesamiento y apoyan la selección del material adecuado para cada aplicación.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica de los polímeros
El PTFE es un material versátil muy utilizado en industrias como la química y la petroquímica para aplicaciones como revestimientos de tanques, juntas, empaquetaduras y arandelas, debido a su inercia química y resistencia a la corrosión. En este estudio, se midió una muestra de PTFE con el LFA L51 500 hasta 150 °C en atmósfera inerte. La conductividad térmica se obtuvo a partir de los datos de calor específico y cambio de densidad registrados con un dilatómetro y un DSC. La conductividad térmica permanece estable en todo el intervalo de temperaturas, con excepción del intervalo en torno a 30 °C, donde se produce una transición de fase del estado sólido al gaseoso.
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