PLH L53: Calentamiento periódico por láser para la caracterización térmica de alta precisión de materiales finos
El LINSEIS PLH L53 es un sistema de medición láser de alta precisión para determinar la conductividad térmica de películas finas y membranas en el rango micrométrico mediante el método de Calentamiento Periódico por Láser (PLH).
Esta técnica sin contacto permite una caracterización térmica fiable de muestras sensibles y libres, sin contacto mecánico ni una preparación de la muestra que lleve mucho tiempo.
Diseñado para la investigación y el desarrollo de materiales avanzados, el PLH L53 permite el análisis preciso de materiales finos homogéneos e inhomogéneos, incluidas las láminas metálicas, polímeros y estructuras de membrana.
Con su principio de medición óptico, su alta sensibilidad y sus robustos modelos de evaluación, el PLH L53 proporciona datos de conductividad térmica precisos, reproducibles y relevantes para la aplicación en las modernas tecnologías de materiales finos.
Características únicas
Actualización electrónica
La electrónica de medición del PLH L53 se ha desarrollado especialmente para las mediciones ópticas de calentamiento periódico por láser basadas en frecuencias, y ofrece importantes mejoras de rendimiento en cuanto a estabilidad de la señal y adquisición de datos.
Las ventajas de la arquitectura electrónica optimizada incluyen
- Alta estabilidad de la señal
Garantiza una detección fiable de la fase y la amplitud durante la excitación periódica del láser, incluso durante periodos de medición más largos. - Electrónica de bajo ruido
Minimiza las interferencias electrónicas y mejora la relación señal/ruido para medir con precisión la conductividad térmica de materiales finos. - Control preciso de la frecuencia
Permite una modulación láser estable y reproducible, esencial para la evaluación en la gama de frecuencias. - Excelente reproducibilidad
Garantiza resultados de medición uniformes en análisis repetidos de películas, láminas y membranas.
Nuevas funciones de hardware
- Concepto de medición sin contacto basada en láser
El PLH L53 utiliza una disposición de calentamiento por láser periódico óptico totalmente sin contacto, evitando cualquier interacción mecánica con la muestra. Esto permite realizar mediciones fiables de la conductividad térmica de materiales sensibles, finos y flexibles, como películas y membranas, sin afectar a sus propiedades intrínsecas. - Sistema óptico optimizado para muestras a escala µm
Las ópticas de detección y calentamiento por láser alineadas con precisióngarantizan una excitación homogénea y una medición precisa de la temperatura. El sistema se ha desarrollado especialmente para capas finas, películas y membranas en el rango micrométrico y ofrece una alta sensibilidad y una adquisición estable de la señal. - Manipulación flexible de muestras y alineación estable
El diseño del hardware permite examinar muestras independientes, así como estructuras basadas en sustratos, sin pasos de preparación complejos. Un diseño óptico robusto garantiza la estabilidad de la alineación a largo plazo y una excelente reproducibilidad, incluso con mediciones repetidas y un funcionamiento prolongado.
Análisis de datos orientados a la aplicación
El nuevo diseño del aparato se caracteriza por una elegante carcasa de aluminio que es a la vez robusta y visualmente atractiva. Una barra de estado LED permite visualizar fácilmente la información importante. Un panel táctil permite un manejo intuitivo y proporciona una experiencia de usuario moderna que combina comodidad y funcionalidad. El nuevo diseño se centra en el manejo ergonómico.
Enlace al laboratorio Linseis
Con Linseis Lab Link, ofrecemos una solución integrada para eliminar 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 cómo analizar los resultados. Esta comunicación directa garantiza unos resultados óptimos y maximiza la eficacia de tus mediciones para un análisis e investigación precisos y un flujo de procesos sin problemas.
Elevada reproducibilidad y estabilidad de la medición
La combinación de electrónica sincronizada, modulación láser estable y alineación óptica robusta garantiza resultados consistentes y reproducibles.
Esto es especialmente importante para estudios comparativos, variaciones de parámetros e investigaciones a largo plazo.
Flujo de trabajo optimizado para investigación y desarrollo
El PLH L53 se ha desarrollado para un uso eficiente en entornos de laboratorio y combina un manejo intuitivo, una preparación mínima de las muestras y unas rutinas de medición fiables. Esto permite una integración perfecta en los flujos de trabajo de I+D existentes y favorece una caracterización de materiales rápida y orientada a la aplicación.
Destacados
Rango de temperatura hasta 300°C
Espesor de 10 µm a 500 µm
Robot multimuestra
Funcionamiento totalmente automático
Características principales
Medición sin contacto basada en láser
El calentamiento periódico por láser sin contacto elimina las influencias mecánicas sobre la muestra y permite realizar mediciones fiables de la conductividad térmica en materiales finos sensibles.
Optimizado para películas, láminas y membranas en el rango de µm
Especialmente desarrollado para materiales finos en el rango micrométrico, incluidas películas y membranas independientes, así como estructuras basadas en sustratos.
Alta sensibilidad para muestras con poca masa
El principio de medición óptica permite una caracterización térmica precisa incluso de muestras de masa y grosor muy reducidos.
Plataforma LINSEIS integrada
El software LINSEIS integrado ofrece una solución completa que combina hardware y software para lograr la máxima fiabilidad y precisión del proceso. La plataforma estandarizada permite integrar sin problemas componentes y dispositivos de socios externos, para obtener un sistema global especialmente robusto y fiable.
¿Tienes preguntas? ¡Llámanos!
+49 (0) 9287/880 0
Nuestro servicio está disponible de lunes a jueves de 8 a 16 h y los viernes de 8 a 12 h.
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Especificaciones
Calentamiento periódico por láser (PLH), óptico y sin contacto
Películas finas, láminas y membranas en el rango de µm
Conductividad térmica de materiales delgados
Descubre nuestro potente PLH, desarrollado para la caracterización térmica óptica precisa de películas finas, láminas y membranas:
- Temperatura: Temperatura ambiente hasta 300 °C
- Velocidades de calentamiento: de 0,01 a 20 °C/min
- Espesor de la muestra: de 10 a 500 µm
- Fuente láser: láser de diodo CW hasta 5 W, longitud de onda 450 nm
- Rango de conductividad térmica: de 0,01 a 2000 mm²/s (según el grosor)
Método
Calentamiento periódico por láser
El método de Calentamiento Periódico por Láser (PLH ) es un proceso óptico sin contacto para determinar la conductividad térmica de películas finas, láminas y membranas en el rango micrométrico.
Es especialmente adecuado para materiales sensibles, de baja masa y libres, en los que los procesos convencionales basados en el contacto alcanzan sus límites.
Durante la medición, la superficie de la muestra se calienta periódicamente mediante una fuente láser modulada.
Este calentamiento controlado y armónico induce una reacción periódica de la temperatura dentro del material.
La oscilación de temperatura resultante se registra ópticamente y se analiza en la gama de frecuencias.
La conductividad térmica de la muestra se calcula analizando el desplazamiento de fase y la amplitud de la reacción de temperatura en relación con la modulación láser aplicada.
Como se trata de un proceso completamente óptico, no se necesitan sensores, contactos eléctricos ni cargas mecánicas, por lo que las propiedades térmicas intrínsecas del material no se ven afectadas.
El método PLH permite una caracterización térmica fiable y reproducible de materiales finos homogéneos e inhomogéneos, por lo que es ideal para aplicaciones en investigación, desarrollo de materiales y control de calidad.
Principio de medición
En el método de Calentamiento Láser Periódico (PLH), la superficie de la muestra se expone a un calentamiento láser periódicamente modulado.
Esta excitación térmica armónica genera una onda de temperatura que se propaga a través del material delgado en función del comportamiento de transporte térmico del material.
La respuesta de temperatura resultante se registra ópticamente y se analiza en la gama de frecuencias.
La relación entre la frecuencia de excitación, el desplazamiento de fase y la amplitud de la señal de temperatura constituye la base del análisis cuantitativo.
Calentamiento Láser Periódico Plano Cruzado
- αΦ,amp – difusividad térmica, determinada a partir del análisis de fase y amplitud
- [𝑚2/𝑠]
- L – Espesor de la muestra [𝑚]
- mΦ,amp – Pendiente del intervalo lineal, obtenida a partir de la evaluación de la fase o de la amplitud [𝑠].
Calentamiento Láser Periódico en el Plano
- αΦ,amp – difusividad térmica, derivada del análisis de fase y amplitud
- [𝑚2/𝑠]
- ω – frecuencia angular [1/𝑠], con 𝜔=2𝜋𝑓
- f – Frecuencia de modulación [𝐻𝑧]
- mΦ,amp – Pendiente del ajuste lineal obtenido a partir de la evaluación de la fase y la amplitud [1/𝑚].
- α – conductividad térmica resultante [𝑚2/𝑠]
- αΦ – conductividad térmica determinada a partir del análisis de fases
- αamp – conductividad térmica determinada a partir del análisis de la amplitud
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Presentación del PLH L53: cómo funciona, dónde encaja, qué ofrece
Análisis de anisotropía e inhomogeneidad
Anisotropía
La conductividad térmica del material, las láminas de grafito, puede ser direccional. En el plano y en el plano transversal son términos utilizados para describir dos direcciones de transporte específicas dentro de un material. Mientras que dentro del plano significa en realidad dentro de la muestra perpendicular a la dirección de excitación, el término plano transversal se refiere a la conductividad térmica de la muestra en la dirección de excitación. La conductividad térmica en el plano y en el plano transversal de las láminas de grafito puede diferir significativamente y superar fácilmente varios órdenes de magnitud. Las aplicaciones son diversas y este conocimiento puede ser crucial en varios campos, por ejemplo en los dispositivos electrónicos, donde la gestión térmica es un reto siempre presente.
Inhomogeneidad
Según la muestra, su composición puede variar ligeramente. Esto suele ocurrir con geles, pastas y polímeros, por lo que este cambio también se refleja en la conductividad térmica. Por regla general, los instrumentos XRF estándar ignoran este hecho y observan toda la muestra a la vez mientras se calienta por el pulso de luz. Si te interesan estas diferencias, nuestras técnicas PLH son muy útiles. A diferencia de la técnica de destello láser, la muestra se calienta localmente, por lo que puedes comprobar si presenta inhomogeneidades. Las variaciones en la conductividad térmica pueden dar lugar a puntos calientes que afectan al rendimiento y la vida útil de los dispositivos electrónicos. Garantizar una distribución homogénea de la conductividad térmica es crucial para gestionar eficazmente el calor y evitar el sobrecalentamiento.
Soluciones combinadas
La combinación del método de destello láser y el método de calentamiento periódico por láser ofrece una serie de potentes ventajas que pueden mejorar significativamente la caracterización de tus materiales:
Experimenta el poder de la sinergia
Combina la precisión del probado método de destello láser con el rendimiento dinámico del método de calentamiento periódico por láser. ¡Vive una revolución sin precedentes en el análisis térmico!
Perfil térmico completo
Profundiza en el comportamiento térmico de tus materiales. Consigue una comprensión holística de la conductividad y difusividad térmicas y obtén una visión general del rendimiento a 360 °C.
Acelerar la innovación
¡Lleva el desarrollo de tus materiales al siguiente nivel! Optimiza a la perfección los sistemas de gestión térmica, revoluciona las tecnologías de almacenamiento de energía y desarrolla componentes electrónicos de vanguardia con la precisión inigualable del método de calentamiento periódico por láser. ¡Vive una revolución sin precedentes en el análisis térmico!
Resultados más rápidos, decisiones más rápidas
Maximiza la eficiencia mediante procesos de investigación optimizados. Gracias a la rápida recogida y análisis de datos, puedes tomar decisiones fundamentadas más rápido que nunca, ahorrando tiempo y recursos.
Aplicaciones versátiles
De la ciencia a la investigación y el desarrollo industrial: esta combinación es tu clave del éxito. Domina los retos de los materiales avanzados, los sistemas energéticos y más allá, mientras redefines los límites de lo posible.
Ver lo invisible
No te conformes con una imagen incompleta. Libera el verdadero potencial de tus materiales
con un enfoque combinado que revela las complejas interacciones entre las propiedades térmicas.
Soportes y portamuestras
Obtén conocimientos completamente nuevos con la combinación de los métodos LFA y PLH.
| Temperature range: | RT up to 300 °C, 500 °C, 1000 °C, 1250 °C, 1600 °C |
| Sample dimensions: | Ø 3, 6, 10, 12.7 or 25.4 mm Square 5×5, 10×10 or 20×20 mm |
| Sample robot: | Carousel with 3 or 6 samples |
| Sample thickness: | 10 to 6000 μm |
| Thermal transmittance: | from 0.01 to 2000 mm2/s (depending on thickness) |
| Accuracy: | ±5% |
| Reproducibility: | ±5% |
¿Cuánto cuesta un PLH L53?
El precio de un sistema PLH L53 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 se puede personalizar según los requisitos específicos de tu aplicación, los costes pueden variar considerablemente.
Para obtener un presupuesto exacto, envíanos tus requisitos a través de nuestro formulario de contacto: estaremos encantados de proporcionarte un presupuesto personalizado.
¿Cuál es el plazo de entrega de un PLH L53?
El plazo de entrega de un PLH L53 depende en gran medida de las opciones y la configuración seleccionadas. Las características adicionales, como rangos de temperatura ampliados, detectores especiales, automatización o personalización, pueden aumentar el tiempo 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 un soporte basado en IA que minimiza los errores de funcionamiento y reduce las incertidumbres de medición. Además, el software admite varios modelos únicos, 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 acoplamiento térmico, 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
- Los datos de la medición se guardan automáticamente en una base de datos.
Determinación del Cp (calor específico) 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 tanto, el LFA L51 actualizado ofrece la opción de registrar la forma del pulso, capturar la forma del pulso 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 asociados: por ejemplo, densidad y 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 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
- Proceso de medición totalmente automático para mediciones con múltiples 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
Películas finas
En los sistemas modernos de película fina -como las películas poliméricas, las láminas metálicas, las membranas y las capas funcionales-, las propiedades de transporte de calor pueden diferir considerablemente de las de los materiales a granel.
Especialmente en las muestras micrométricas, el transporte de calor está muy influido por el grosor, la anisotropía y las inhomogeneidades del material, por lo que una caracterización precisa es esencial para un diseño térmico fiable.
El LINSEIS PLH L53 utiliza el método de Calentamiento Periódico por Láser (PLH), una técnica óptica y sin contacto para el análisis térmico preciso de películas finas, láminas y membranas en el rango micrométrico.
Al calentar periódicamente la muestra con un láser modulado y analizar la respuesta de temperatura resultante en el rango de frecuencias, el PLH L53 permite determinar de forma fiable la conductividad térmica y la difusividad térmica sin contacto mecánico ni fijación de sensores.
Con su alta sensibilidad para muestras de baja masa y sus robustos modelos de evaluación, el PLH L53 es ideal para la investigación, el desarrollo de materiales y el control de calidad de materiales delgados, y permite optimizar la gestión térmica en sistemas de materiales avanzados y anisótropos.
Aplicación: Saphir 500 μm
El zafiro pertenece a la categoría de materiales cerámicos y tiene un valor de referencia de 13,3 mm²/s para la difusividad térmica. Nuestras mediciones confirman este valor de difusividad térmica con gran precisión. Debido a sus excelentes propiedades térmicas y ópticas, el zafiro se utiliza a menudo en microelectrónica para tecnologías láser y LED.
La curva de medición adyacente muestra el desplazamiento de fase entre la excitación y la radiación infrarroja, así como un tipo de amplitud de la radiación infrarroja en relación con la raíz cuadrada de la frecuencia angular utilizada para accionar el láser. La conductividad térmica se determina a partir de la pendiente de la parte lineal de estas dos curvas.
Aplicación: Cobre 500 μm
Las láminas de cobre, especialmente las tan finas como 560 μm, se utilizan a menudo como disipadores de calor en la industria electrónica. Desempeñan un papel crucial en la disipación del calor en los componentes electrónicos al garantizar una distribución eficaz del calor, lo que mejora el rendimiento y la longevidad de los dispositivos. Sus aplicaciones abarcan desde aparatos cotidianos, como teléfonos inteligentes y ordenadores portátiles, hasta avanzados sistemas aeroespaciales. El valor de referencia de esta muestra es de 117 mm²/s.
La curva de medición adyacente muestra el desplazamiento de fase entre la excitación y la radiación infrarroja, así como una determinada amplitud de la radiación infrarroja en relación con la raíz cuadrada de la frecuencia angular utilizada para accionar el láser. La conductividad térmica se determina a partir de la pendiente de la parte lineal de estas dos curvas.
Polímeros
Los polímeros se utilizan con frecuencia en las tecnologías modernas en forma de películas finas, láminas y membranas, por ejemplo en electrónica, almacenamiento de energía, revestimientos y capas funcionales.
Para obtener un rendimiento fiable, es esencial conocer con precisión su conductividad térmica y su conductividad térmica, especialmente en lo que respecta a la disipación del calor, la gestión térmica y la estabilidad a largo plazo.
El LINSEIS PLH L53 permite la caracterización térmica precisa y sin contacto de materiales delgados a base de polímeros mediante el método de calentamiento periódico por láser.
Esta técnica óptica es ideal para capas poliméricas de baja masa y micrométricas, en las que no se pueden utilizar los métodos convencionales basados en el contacto.
Las mediciones de PLH apoyan el desarrollo, la comparación y la optimización de materiales y proporcionan datos termofísicos fiables para el diseño de polímeros orientado a la aplicación.
Aplicación: Politetrafluoroetileno (PTFE) 100 μm
Para el politetrafluoroetileno (PTFE) -una fina película de polímero- más conocido como teflón, el valor de referencia de la difusividad térmica para el PTFE es de 0,11 mm²/s. El teflón se utiliza como revestimiento de sartenes para que los alimentos no se peguen a la sartén y se pueda limpiar fácilmente. El grosor de estos revestimientos varía entre 30 μm y 150 μm.
El diagrama de medida de la derecha muestra el desfase entre la excitación y la radiación infrarroja, así como un tipo de amplitud de la radiación infrarroja en relación con la raíz cuadrada de la frecuencia angular utilizada para accionar el láser. La difusividad térmica se determina a partir de la pendiente de la parte lineal de estas dos curvas.
Aplicación: Repetibilidad del PTFE 100 μm
La repetibilidad de una medición de politetrafluoroetileno con un grosor de 105,6 μm es excelente, apenas superior al 1%. Esto confirma el método de medición y su alto rendimiento.
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