LFA L51 - Dove l'analisi termica incontra l'innovazione
Il LINSEIS LFA L51 è un versatile analizzatore di flash di luce per la misurazione ad alta precisione della diffusività termica , conducibilità termica e capacità termica specifica . È ideale per analizzare solidi , polveri , paste e liquidi in un’ampia gamma di applicazioni industriali, ad esempio nell’imballaggio dei componenti elettronici, negli scambiatori di calore, nell’isolamento termico o nel raffreddamento dei reattori. Con un’ampia gamma di temperature da -100 °C a 1250 °C l’LFA L51 consente di effettuare misure rapide, senza contatto e non distruttive, con un minimo sforzo di campionamento e un’elevata precisione.
Il metodo di misurazione assoluto non richiede calibrazione ed è conforme agli standard internazionali quali ASTM E-1461 , DIN EN 821-2 e DIN 30905 . Il sistema è dotato di rivelatori InSb o MCT intercambiabili (raffreddati a LN₂ o Peltier) e può essere utilizzato come opzione con una ricarica automatica di LN₂. Il funzionamento sotto vuoto o in atmosfera di gas inerte è possibile grazie a un sistema di dosaggio del gas opzionale, per la massima flessibilità nella moderna analisi termica.
Caratteristiche uniche
Miglioramenti del software
- Nuovo software LINSEIS LiEAP: la nostra piattaforma software completamente nuova è ora ancora più incentrata sulle esigenze dei nostri clienti, in modo che tu sia sempre informato sullo stato attuale e riceva assistenza se necessario.
- Aggiornamenti automatici e nuove funzioni: Il nostro software riceve regolarmente aggiornamenti automatici che non solo migliorano la sicurezza, ma forniscono anche nuove funzioni.
- Lex Bus Plug & Play: la nostra ultima interfaccia hardware Lex Bus rivoluziona la comunicazione dei dati all’interno dei nostri sistemi. Lex Bus consente l’integrazione perfetta ed efficiente di nuovi strumenti hardware e software.
- Controllo del forno migliorato: il nostro nuovo controllo del forno, ulteriormente migliorato, offre un controllo della temperatura più preciso, che si traduce in risultati di misurazione migliori e in una maggiore produttività grazie a una migliore sequenza di temperature in base ai tuoi desideri e alle tue esigenze.
- Manutenzione preventiva e rilevamento dei problemi: grazie all’utilizzo di componenti e accessori intelligenti, il nostro approccio di manutenzione preventiva rileva i problemi e i segni di usura prima che possano causare danni e mantiene il tuo apparecchio in ottime condizioni.
Nuovo sistema di guida della luce migliorato
Porta più energia al campione ed estende i limiti. Il nuovo sistema di guida della luce estende in modo significativo il campo di misurazione massimizzando l’energia che raggiunge il campione, fornendo segnali fino a tre volte più forti. Ciò è particolarmente evidente nei campioni con una conducibilità termica inferiore o con uno spessore maggiore, che possono essere misurati con maggiore facilità e precisione.
Link al laboratorio Linseis
Con Linseis Lab Link, offriamo una soluzione integrata per le incertezze dei risultati di misura. Grazie all’accesso diretto ai nostri esperti di applicazioni tramite il software, riceverai consigli sulla corretta procedura di misurazione e su come analizzare i risultati. Questa comunicazione diretta garantisce risultati ottimali e massimizza l’efficienza delle tue misurazioni per analisi precise e lavori di ricerca, nonché per un flusso di processo regolare.
Miglioramenti al design
Il nuovo design del dispositivo è caratterizzato da un elegante alloggiamento in alluminio, robusto ed esteticamente gradevole. La barra di stato a LED consente di visualizzare le informazioni più importanti. Il pannello a sfioramento consente un utilizzo intuitivo e contribuisce a un’esperienza d’uso moderna che combina convenienza e funzionalità. Il nuovo design del dispositivo enfatizza il funzionamento ergonomico.
Aggiornamento PLH
I dispositivi L51 LFA possono essere aggiornati con l’opzione PLH (riscaldamento laser periodico). Questa soluzione brevettata 2-in-1 offre due tecniche di misurazione in un unico dispositivo, massimizza il campo di applicazione e consente l’analisi di campioni con uno spessore da µm a mm.
La tecnologia PLH è stata appositamente sviluppata e ottimizzata per caratterizzare campioni di film sottili con una precisione senza pari. Copre una gamma di spessori di campioni da 10 μm a 500 μm e una gamma di conducibilità termica da 0,01 a 2000 mm²/s.
L’opzione PLH L53 è adatta a un’ampia gamma di materiali e quindi alle seguenti applicazioni:
- Materiali per la distribuzione del calore come fogli di grafite e fogli di rame sottili,
- Semiconduttori con proprietà termiche complesse,
- Metalli che richiedono misurazioni precise della diffusione,
- Ceramiche e polimeri utilizzati nei sistemi di materiali avanzati.
Analisi dell'anisotropia e della disomogeneità
Grazie alle sue funzioni avanzate di mappatura, il sistema PLH consente di misurare la conduttività termica di un campione con risoluzione spaziale. Questa caratteristica è particolarmente preziosa per identificare anisotropie (differenze direzionali nel comportamento termico) e disomogeneità (incoerenze del materiale). Grazie alla scansione di più aree, gli utenti ottengono una comprensione completa delle proprietà termiche dei film sottili, garantendo prestazioni ottimali dei materiali per le applicazioni più esigenti.
Applicazioni e settori di riferimento
Le applicazioni tipiche includono l’analisi di film e membrane indipendenti, che stanno diventando sempre più importanti nell’industria delle batterie e dell’idrogeno. La capacità di misurare con precisione le proprietà di trasferimento del calore di questi materiali è fondamentale per migliorare l’efficienza energetica, la gestione termica e le prestazioni complessive del sistema.
Le caratteristiche più importanti in sintesi
- Analisi dell’anisotropia: combina senza soluzione di continuità le misurazioni sul piano trasversale e sul piano interno.
- Compatibilità versatile con i materiali: è adatto a semiconduttori, metalli, ceramiche e polimeri.
- Capacità di mappatura: consente un’analisi spaziale precisa delle anisotropie e delle disomogeneità all’interno del campione.
- Alta precisione di misurazione: copre un’ampia gamma di spessori di campioni e di valori di conducibilità termica.
Punti salienti
Ampio intervallo di temperature:
-100°C a 1250°C
Alta precisione di misurazione
e ripetibilità
Design modulare per una personalizzazione flessibile
Tempi di misurazione rapidissimi grazie alla tecnologia laser/flash di luce di
Software di facile utilizzo
per un'analisi completa dei dati
Adatto a solidi, strati
e liquidi
Caratteristiche principali
Nuova elettronica
- Elettronica dell’amplificatore migliorata: l’elettronica migliorata migliora il rapporto segnale/rumore (SNR) e la risoluzione a 16 bit e garantisce misure precise e riproducibili per campioni sottili o conduttivi.
- Velocità di acquisizione dati più elevata: una velocità di acquisizione di 2,5 MHz consente di analizzare con precisione materiali sottili e a conduzione rapida e di acquisire dati dettagliati in breve tempo.
- Comunicazione migliorata: i dispositivi Linseis possono essere utilizzati via USB o Ethernet come dispositivi singoli o in una rete più ampia.
Forno a bassa temperatura ottimizzato
Il nuovo forno a bassa temperatura, ottimizzato per i segnali, garantisce misurazioni senza gradienti e altamente accurate a temperature più basse e una velocità superiore per una maggiore produttività.
Zona di riscaldamento senza gradienti
Il controllo della temperatura del forno è ottimizzato da una zona di riscaldamento senza gradienti. Questo design garantisce che l’intero campione venga riscaldato in modo uniforme, migliorando la riproducibilità delle misure, fondamentale per ottenere risultati accurati sulla conducibilità termica.
Rivelatore raffreddato a Peltier
Per i rivelatori IR sono disponibili due opzioni di raffreddamento: una versione raffreddata con azoto liquido e un’alternativa raffreddata per via termoelettrica (Peltier). Sebbene il rilevatore raffreddato a Peltier abbia un rapporto segnale/rumore leggermente inferiore, la sua elevata idoneità pratica è impressionante. È la scelta ideale soprattutto in ambienti che non hanno accesso all’azoto liquido, ad esempio in aree protette come le scatole a guanti.
Elettronica esterna per ambienti controllati
L’LFA può essere integrato con un’elettronica esterna per l’uso in scatole a guanti o celle calde, consentendo l’utilizzo in ambienti controllati dove possono essere presenti materiali sensibili o condizioni pericolose.
Illuminazione completa del campione
L’LFA L51 garantisce un’illuminazione completa di campioni con un diametro fino a 25,4 mm e quindi evita un gradiente di temperatura radiale nel campione. Ciò consente di migliorare la riproducibilità e di ottenere risultati più coerenti su un’ampia gamma di campioni.
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e venerdì dalle 8.00 alle 12.00.
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Specifiche
Intervallo di temperatura: da -100 °C a 1250 °C
Conducibilità termica: da 0,1 a 4000 W/(m-K)
Precisione della diffusività termica: ±2,4%.
Scopri il nostro potente LFA – sviluppato per analisi di conducibilità termica veloci e affidabili:
- Sorgente flash: flash luminoso controllato via software (15 J/impulso, larghezza impulso 50-2000 µs)
- Opzioni del rivelatore: InSb o MCT (raffreddato a LN₂ o Peltier)
- Capacità di vuoto: fino a 10-⁵ mbar
- Gestione flessibile dei campioni: solidi, polveri, paste, laminati, film sottili
- Acquisizione dati ad alta velocità: 2,5 MHz
Metodo
Analisi dei flash di luce
Il Metodo Light Flash (LFA) è una tecnica rapida e senza contatto per determinare la diffusività termica , calore specifico e conducibilità termica di solidi, polveri e paste. Un breve impulso di energia riscalda la parte posteriore del campione e l’aumento di temperatura risultante sulla parte anteriore viene registrato nel tempo mediante un rilevatore a infrarossi ad alta velocità.
La curva di aumento della temperatura indica la velocità con cui il calore si diffonde attraverso il campione. Da questi dati si calcola la diffusività del calore. Se si conoscono il calore specifico e la densità del materiale, è possibile determinare anche la conduttività termica.
LFA è un metodo non distruttivo e di alta precisione utilizzato nella ricerca sui materiali. ricerca sui materiali , elettronica , aerospaziale e in applicazioni energetiche è ampiamente utilizzato. I vantaggi principali includono tempi di misurazione brevi, una preparazione minima del campione e la possibilità di analizzare un’ampia gamma di materiali, il tutto con un’elevata ripetibilità e in atmosfere controllate.
Principio di misurazione
In una misurazione LFA, il campione viene riscaldato a una temperatura definita in un forno o in un micro-riscaldatore. Un impulso di luce programmabile – solitamente generato da un laser o da una lampada flash allo xeno – viene diretto verso la parte inferiore del campione. Questo provoca un riscaldamento immediato del lato opposto, che porta a un aumento della temperatura sulla superficie.
Questa variazione di temperatura viene registrata in funzione del tempo utilizzando un rilevatore IR sensibile. La diffusività termica viene calcolata dalla curva temperatura-tempo risultante in base al tempo di dimezzamento dell’aumento di temperatura e allo spessore del campione. Conoscendo il calore specifico e la densità, è possibile ricavare la conduttività termica.
Questo metodo fornisce risultati accurati con tempi di misurazione brevi, supporta un ampio intervallo di temperature e consente di effettuare misurazioni sotto vuoto o in atmosfere di gas controllate.
Variabili misurate
- Diffusività termica (α [mm²/s])
- Capacità termica specifica (Cp [J/g-K])
- Conducibilità termica (λ [W/m-K]) (calcolata tramite α – Cp – ρ)
- Proprietà termiche dipendenti dalla temperatura
- Dati di ripetibilità e precisione
Metodi e funzioni supportati
- Misurazione multipla (fino a 18 campioni)
- Analisi di film sottili (con modulo PLH)
- Misurazioni isotermiche e dipendenti dalla temperatura
- Analisi di materiali anisotropi
- Misurazione di polveri, paste, solidi e laminati
- Misurazione in atmosfera controllata (inerte, riducente, ossidante)
- Misure del vuoto (fino a 10-⁵ mbar)
- Acquisizione dati ad alta velocità per eventi termici rapidi
Un vantaggio con la LFA L51 - soluzioni flessibili per ogni sfida termica
LFA L52
LFA L52 Nucleare
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LFA L51 presentato: caratteristiche, miglioramenti e domande frequenti
Concetto di misurazione
Il campione viene posizionato su un robot circondato da un forno (LFA L51 LT/500/1000) o in uno dei cinque elementi di micro-riscaldamento situati su uno stadio lineare mobile (LFA L51 1250). Per la misurazione, il forno viene mantenuto a una temperatura prestabilita e un impulso di energia programmabile viene irradiato sul retro del campione, provocando un aumento della temperatura sulla superficie del campione. L’aumento di temperatura risultante sulla superficie del campione viene misurato con un rilevatore a infrarossi (IR) ad alta sensibilità. Sia la conduttività termica che il calore specifico possono essere determinati dai dati relativi alla temperatura e al tempo. Se la densità (ρ) è nota, la conduttività termica può essere calcolata come segue:
Controllo della visione
Principio di misurazione
Con un sistema flash, la qualità del segnale dipende dalla quantità di radiazione del campione che colpisce la superficie del rilevatore a infrarossi. Normalmente, l’area attiva del rilevatore è limitata (ad esempio 2 x 2 mm²) rispetto al diametro del campione (da 3 mm a 25,4 mm). Per questo motivo, si utilizza una disposizione ottimizzata del rilevatore IR, dell’obiettivo e del campione per migliorare la superficie del campione fotografato. Il punto di misurazione sul campione deve essere il più grande possibile, ma non deve sporgere oltre il campione. Il superamento dello spot può causare artefatti di misurazione o rumore aggiuntivo nel segnale. Il controllo dell’immagine garantisce la migliore qualità del segnale per tutte le dimensioni del campione. L’ottimizzazione garantisce un’eccellente qualità del segnale per campioni grandi e piccoli.
Controllo della visione
L’opzione “Vision Control” garantisce un punto di rilevamento perfetto per diverse geometrie di campioni. In questo modo è possibile effettuare una regolazione perfetta per ottenere un’immagine ideale e nitida della superficie del campione sull’area attiva del sensore.
*Non disponibile in tutte le configurazioni e in tutti i paesi.
Forno o micro-riscaldatore a infrarossi ad alta velocità per una produzione di campioni senza pari
L’unità LFA 51 può essere dotata di un forno a infrarossi ad alta velocità (LFA L51 500/1000), di un elemento di micro-riscaldamento avanzato (LFA L51 1250) o di un forno a resistenza a bassa temperatura (LFA L51 LT), che consente di raggiungere velocità di riscaldamento e raffreddamento eccezionalmente elevate. Questa rapida regolazione della temperatura riduce al minimo i tempi di inattività, fa risparmiare tempo prezioso e consente un’elevata produzione di campioni per una maggiore produttività del laboratorio. Grazie a questa tecnologia, è possibile analizzare numerosi campioni in poco tempo, il che è particolarmente vantaggioso per le applicazioni che richiedono tempo. La tecnologia a infrarossi e il micro-riscaldamento assicurano inoltre un controllo preciso e uniforme della temperatura e forniscono risultati di misurazione affidabili e accurati.
Perché il tempo è importante
Confronto del tempo necessario per raggiungere la stabilità della temperatura.
Un forno a micro-riscaldamento IR veloce raggiunge la temperatura impostata molto più rapidamente e offre un’eccellente stabilità della temperatura isoterma.
Il confronto tra il raffreddamento del forno IR, del microelemento riscaldante e dell’elemento riscaldante a resistenza MoSi mostra chiaramente il vantaggio di tempi di raffreddamento brevi. Ciò consente di effettuare diverse misurazioni in rapida successione e di migliorare la produttività dei campioni. Il forno IR si raffredda da 1000 °C a 30 °C in 105 minuti, mentre l’elemento riscaldante micro richiede solo 26,5 minuti. Anche il raffreddamento a 1250 °C rimane inferiore ai 30 minuti. L’elemento riscaldante in MoSi utilizzato per il confronto si raffredda da 1560 °C a 19 °C in circa 147 minuti.
Forni LFA L51
LFA L51 500
Questo modello offre misurazioni economiche di conducibilità termica, diffusività e calore specifico per un massimo di 6 campioni, con un intervallo di temperatura da RT a 500 °C e una rapida rilevazione IR per analisi precise. Questo lo rende ideale per applicazioni con polimeri o materiali a basso punto di fusione.
LFA L51 1000
Un dispositivo modulare per la misurazione della diffusività termica e della conducibilità termica che supporta temperature da RT a 1000 °C, è ottimizzato per cicli di misurazione rapidi e un’elevata flessibilità ed è perfettamente adatto all’analisi di ceramiche e metalli.
LFA L51 1250
Fornisce misurazioni precise a temperature fino a 1250 °C con riscaldamento e raffreddamento rapidi ed è quindi adatto per applicazioni di analisi termica con ceramiche e metalli.
LFA L51 LT
La versione a bassa temperatura fornisce misure precise di
Da -100 °C a 500 °C per diverse applicazioni a bassa temperatura.
Portacampioni e supporti
Diversi tipi di portacampioni consentono di misurare un’ampia gamma di dimensioni di campioni da 3 a 25,4 mm in forma solida, liquida, in polvere o in pasta. Sono disponibili anche portacampioni per materiali a cambiamento di fase. Il robot per campioni Linseis può misurare fino a 6 campioni contemporaneamente, con la possibilità di arrivare fino a 18 campioni su richiesta. Come materiali per i portacampioni sono disponibili grafite, SiC, ossido di alluminio o vari metalli.
Campione di vettore
Portacampioni
Selezione del modello
Selezione del modello supportato
Il software permette di selezionare diversi modelli di valutazione. Per aiutare l’utente nel processo di selezione, l’accuratezza di adattamento di tutti i modelli può essere facilmente visualizzata per garantire la facilità d’uso e la massima accuratezza.
I dati empirici dei clienti e dei laboratori applicativi Linseis di tutto il mondo dimostrano che il modello combinato Dusza è il più universalmente applicabile e in genere fornisce il miglior accordo tra i dati di misurazione e il modello su un’ampia gamma di materiali.
Modello Dusza combinato – Soluzione combinata unica per la correzione simultanea delle perdite di calore e degli impulsi finiti con il metodo del flash laser
Il modello combinato universale, basato sul metodo collaudato di Dusza, consente di valutare in modo affidabile i dati del flash laser correggendo contemporaneamente la perdita di calore, gli impulsi finiti e le condizioni non adiabatiche. Grazie alla stima non lineare dei parametri, non è necessaria la selezione manuale del modello, il che fa risparmiare tempo ed evita errori da parte dell’utente. Il metodo è stato testato su oltre 100 campioni e fornisce costantemente risultati accurati e di altissima qualità. L’esempio con un campione di Inconel mostra chiaramente che il modello combinato offre la migliore aderenza e la massima precisione rispetto agli approcci convenzionali.
Modello combinato modificato / modello speciale per campioni traslucidi
Come mostrato nel diagramma, l’aumento di temperatura causato dall’impulso di energia indotto porta a un aumento immediato del segnale del rilevatore per i campioni traslucidi. Questo segnale iniziale deve essere tenuto in considerazione e corretto, in quanto distorce il risultato della misurazione con una diffusività termica apparentemente più elevata. Finora, i modelli esistenti non erano in grado di spiegare sufficientemente bene questo fenomeno di aumento istantaneo della temperatura. Il nostro modello combinato, unico nel suo genere, permette di correggere i dati dei campioni e di adattarli in modo personalizzato, migliorando notevolmente i risultati delle misurazioni.
Modello di McMasters per campioni porosi
Il modello McMasters è uno strumento speciale sviluppato per analizzare in modo preciso e flessibile il trasferimento di calore nei materiali porosi.
Caratteristiche principali:
- Modello di trasferimento di calore monodimensionale per analisi precise.
- Contiene la profondità di penetrazione finita dell’impulso iniziale come importante parametro di regolazione.
- Tiene conto delle perdite di calore nella parte anteriore e posteriore del campione.
Questo modello avanzato, basato sul lavoro di McMasters et al*, garantisce risultati affidabili e dettagliati.
è quindi un’opzione indispensabile per le analisi termiche complesse.
* McMasters, Robert L. et al. “Contabilizzazione della penetrazione del riscaldamento laser negli esperimenti di diffusività termica flash”. ASME. J.
Trasferimento di calore (1999): 121(1): 15-21.
Quanto costa una LFA L51?
Il prezzo di un sistema LFA L51 dipende dalla configurazione scelta e dalle opzioni aggiuntive, come l’intervallo di temperatura, il tipo di rivelatore, le funzioni di automazione o i portacampioni speciali. Poiché ogni sistema può essere personalizzato in base ai requisiti della tua applicazione specifica, i costi possono variare notevolmente.
Per un preventivo preciso, utilizza il nostro modulo di contatto per comunicarci le tue esigenze: saremo lieti di fornirti un preventivo personalizzato.
Qual è il tempo di consegna di una LFA L51?
I tempi di consegna di un LFA L51 dipendono in gran parte dalle opzioni selezionate e dalla configurazione desiderata. Funzioni aggiuntive come intervalli di temperatura più ampi, rilevatori speciali, automazione o personalizzazioni particolari possono aumentare il lavoro di produzione e preparazione e quindi allungare i tempi di consegna.
Contattaci tramite il nostro modulo di contatto per ricevere una stima precisa dei tempi di consegna in base alle tue esigenze individuali.
Software
Rendere i valori visibili e comparabili
Software LiEAP COMPLETAMENTE NUOVO
Il nuovo software LiEAP include una funzione di assistenza basata sull’intelligenza artificiale che minimizza gli errori operativi e riduce le incertezze di misurazione. Inoltre, il software supporta diversi modelli unici, tra cui il modello Dusza, che può elaborare campioni trasparenti, porosi, liquidi e in polvere, nonché sistemi multistrato.
Caratteristiche principali
- Software MS®Windows™ completamente compatibile
- Sicurezza dei dati in caso di interruzione di corrente
- Caratteristiche di sicurezza (protezione contro la rottura della termocoppia, interruzione dell’alimentazione, ecc.)
- Valutazione online e offline della misurazione della corrente
- Confronto tra le curve
- Archiviazione ed esportazione delle analisi
- Esportazione e importazione di dati in formato ASCII
- Esportazione dei dati in MS Excel
- Analisi multimetodo (DIL, STA, DSC, HCS, LSR, LZT, LFA)
- Controllo del gas programmabile
- NUOVO flusso di lavoro
Determinazione del calore specifico (Cp) con metodo comparativo
Per calcolare la capacità termica specifica, l’aumento massimo della temperatura del campione viene confrontato con l’aumento massimo della temperatura di un campione di riferimento. Sia il campione sconosciuto che il campione di riferimento vengono misurati nelle stesse condizioni in un unico ciclo con il robot campione. Si può quindi presumere che l’energia dell’impulso laser e la sensibilità del rilevatore a infrarossi siano le stesse per entrambe le misurazioni.
Rilevamento degli impulsi
Per migliorare l’accuratezza della misurazione del Cp, è essenziale misurare l’energia dell’impulso e la sensibilità del rilevatore, invece di assumerli come costanti.
L’LFA L51 aggiornato offre quindi la possibilità di registrare la forma dell’impulso, riconoscere la forma dell’impulso ed eseguire una correzione dell’energia nel ciclo di misurazione completamente automatico. Questo porta a una determinazione estremamente accurata della capacità termica specifica in modalità di misurazione comparativa con un materiale di riferimento noto.
Software di valutazione
- Inserimento automatico o manuale dei dati di misurazione rilevanti: come densità e calore specifico
- Modello di valutazione universale combinato per la valutazione dei dati
- Modelli speciali per campioni traslucidi o porosi
Modelli di valutazione
- Modello combinato Dusza
- NUOVO modello McMasters (per campioni porosi)
- Modelli a 2/3 turni
- Parker
- Cowan 5 e 10
- Azumi
- Clark-Taylor
- Degiovanni
- Correzione dell’impulso finito
- Correzione della perdita di calore
- Correzione della linea di base
- Modello a più turni
- Determinazione della resistenza di contatto
- Correzione per campioni traslucidi
Software di misurazione
- Inserimento dati semplice e intuitivo per segmenti di temperatura, gas, ecc.
- Robot campione controllabile
- Il software visualizza automaticamente i valori misurati corretti dopo l’impulso di energia.
- Sequenza di misurazione completamente automatica per misurazioni con più campioni
- Assistenza clienti
- Modalità semplice per misurazioni efficienti e veloci
- Modalità esperto per la massima personalizzazione
- Il modello di servizio monitora la modalità del dispositivo e fornisce un feedback
Applicazioni
Ceramica e vetro
Il vetro e la ceramica sono materiali indispensabili sia nelle applicazioni tradizionali che in quelle high-tech. Dagli oggetti per la casa ai componenti sofisticati dell’elettronica, dell’aerospaziale e della tecnologia medica, le loro proprietà meccaniche, termiche e chimiche uniche permettono di utilizzarli in un’ampia gamma di applicazioni in condizioni difficili.
I metodi di analisi termica svolgono un ruolo cruciale nello sviluppo dei materiali e nell’ottimizzazione dei processi. Forniscono informazioni precise sulla conducibilità termica, sulla capacità termica, sull’espansione termica e sul comportamento di sinterizzazione. Ciò consente ai produttori di ottimizzare la composizione, migliorare l’efficienza energetica e garantire le prestazioni del prodotto per un’ampia gamma di materiali in vetro e ceramica, tra cui ceramiche tecniche, superfici intelligenti e compositi fibrorinforzati.
Esempio di applicazione: Conducibilità termica, diffusività termica e capacità termica specifica della vetroceramica
Il BCR 724, un vetroceramica standard, è stato misurato con l’LFA L51 500 / 1000. A questo scopo, un piccolo disco con uno spessore di 1 mm e un diametro di 25,4 mm è stato ritagliato da un foglio del materiale sfuso e rivestito di grafite per la misurazione. L’LFA L51 fornisce la diffusività termica in funzione diretta della temperatura. I dati relativi alla Cp sono stati determinati in modo comparativo misurando uno standard ceramico noto alle stesse condizioni in una seconda posizione dello stesso portacampioni. Da qui è stata calcolata la conducibilità termica dal prodotto di densità, calore specifico e diffusività termica. Il risultato mostra una leggera diminuzione della diffusività termica e della conduttività termica, mentre il valore di Cp aumenta con l’aumentare della temperatura.
Esempio di applicazione: Conducibilità termica del vetroceramica
Il Pyroceram, un vetroceramica di Corning utilizzato come materiale standard in diverse applicazioni, è stato misurato con l’LFA L51 1250 per verificare la riproducibilità dei valori di conducibilità termica. Sono state effettuate 18 misurazioni con 18 campioni tagliati da un blocco. Ogni campione è stato misurato separatamente e i risultati mostrano una dispersione nell’ordine di +/- 1 % in un intervallo di temperatura fino a 1160 °C.
Ricerca, sviluppo e accademia
I nuovi materiali giocano un ruolo decisivo nelle innovazioni tecnologiche: dai materiali compositi leggeri nel settore aerospaziale alle ceramiche e ai semiconduttori ad alte prestazioni. Il loro sviluppo richiede una conoscenza dettagliata delle proprietà termofisiche come la diffusività termica, la conducibilità termica e la capacità termica specifica.
I sistemi LFA di LINSEIS consentono una misurazione rapida, non distruttiva e precisa di questi importanti parametri. Ciò li rende strumenti indispensabili per la ricerca e lo sviluppo dei materiali, in particolare per polimeri, ceramiche, materiali ibridi e leghe ad alta temperatura. Grazie a dati LFA accurati, i ricercatori possono ottimizzare il flusso di calore, migliorare le prestazioni sotto stress termico e favorire lo sviluppo di materiali più sicuri, efficienti e sostenibili.
Esempio di applicazione: Conducibilità termica della grafite
Un campione di grafite è stato analizzato con l’LFA L51. La conducibilità termica è stata determinata direttamente a diverse temperature comprese tra RT e 1000 °C. La capacità termica specifica è stata determinata utilizzando uno standard di grafite noto in una seconda posizione del campione come riferimento nella stessa misurazione. Il prodotto di diffusività, calore specifico e densità fornisce la corrispondente conducibilità termica. Il risultato mostra una conducibilità termica tipicamente in diminuzione lineare e una diffusività termica che presenta un plateau al di sopra dei 500 °C. Il Cp aumenta con l’aumentare della temperatura. Il Cp aumenta leggermente con l’aumentare della temperatura.
Polimeri
I polimeri sono utilizzati in innumerevoli applicazioni: dagli imballaggi alle parti di automobili, fino ai dispositivi aerospaziali e medici. Per garantire prestazioni affidabili, è fondamentale conoscere la loro conducibilità termica, il calore specifico e la diffusività termica, soprattutto quando si tratta di isolamento termico, comportamento di raffreddamento o resistenza all’invecchiamento.
I sistemi LFA di LINSEIS consentono un’analisi accurata e non distruttiva di queste importanti proprietà per tutti i tipi di polimeri, compresi i termoplastici, i termoindurenti e gli elastomeri. Che si tratti di sviluppo del prodotto, controllo qualità o confronto tra materiali, le misurazioni LFA aiutano a ottimizzare le condizioni di lavorazione e supportano la scelta del materiale giusto per ogni applicazione.
Esempio di applicazione: Conducibilità termica dei polimeri
Il PTFE è un materiale versatile, ampiamente utilizzato in settori come quello chimico e petrolchimico per applicazioni quali rivestimenti di serbatoi, guarnizioni e rondelle, grazie alla sua inerzia chimica e alla resistenza alla corrosione. In questo studio, un campione di PTFE è stato misurato con l’LFA L51 500 fino a 150 °C in atmosfera inerte. La conducibilità termica è stata ricavata dai dati relativi al calore specifico e alla variazione di densità registrati con un dilatometro e un DSC. La conduttività termica rimane stabile per tutto l’intervallo di temperatura, ad eccezione dell’intervallo intorno ai 30 °C, dove avviene una transizione di fase dallo stato solido a quello gassoso.
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