LFA L52 - 精度が熱伝導率を定義する
LINSEIS LFA L52 は、 熱拡散率、 熱伝導率 および 比熱 を測定できるよう設計されています。このシステムは、最大3、6、または18個の試料を同時に測定できるため、研究開発や品質管理において高いスループットを実現します。 モジュール式の炉構造を採用したLFA L52は、–100 °Cから2800 °Cという比類のない温度範囲をカバーしており、航空宇宙、セラミックス、冶金、エネルギー貯蔵、高出力エレクトロニクスなどの業界で使用される固体、粉末、 ペースト、液体など、航空宇宙、セラミックス、冶金、エネルギー貯蔵、高出力エレクトロニクスなどの業界で使用される材料に適しています。
絶対測定法であるレーザーフラッシュ技術は、校正基準を必要とせず、以下のような国際規格に準拠しています。 ASTM E-1461および DIN EN 821-2.LFA L52はユーザーによる交換が可能なディテクターを装備でき、オプションで真空および不活性ガスでの運転が可能なため、測定条件を最大限に制御できます。ダウンタイムを短縮し、温度範囲間の移行を中断させないために、第二炉用のターンテーブルも用意されています。高速非接触測定、最小限の試料前処理、卓越した精度により、LFA L52は先進的な熱物性測定の新たな基準を打ち立てます。
ユニークな特徴
ソフトウェアの改善
- 新しい LINSEIS LiEAP ソフトウェアプラットフォーム
ユーザーの使いやすさ、効率的なデータ処理、最適化されたワークフローを重視し、完全に再設計されたソフトウェア環境。カスタマイズされたツールセットは、迅速なセットアップ、わかりやすいナビゲーション、プロセスコントロールの改善により、熱物性解析をサポートします。 - 自動アップデートと継続的な機能強化
定期的な自動アップデートにより、ダウンタイムや手動インストールなしで、ユーザーは常に最新機能、安定性の向上、セキュリティアップグレードの恩恵を受けることができます。 - Lex Bus Plug & Play integration
最新のLex Busハードウェアインターフェースは、レーザー、検出器、オーブン、電子機器間のシームレスな通信を可能にします。新しいハードウェアモジュールは簡単に追加でき、システムの長期的な拡張性を保証します。 - 高速データ収集ツール
L52の超高速2.5 MHzデータ収集のフルサポートにより、パルストリガー、カーブフィット、拡散評価が改善され、薄いサンプル、高導電性材料、高速熱伝導プロセスに最適。
リンク
Linseis Lab Linkは測定結果の不確実性を排除する統合ソリューションを提供します。ソフトウェアを介してアプリケーションエキスパートに直接アクセスすることで、正しい測定手順や結果の分析方法についてアドバイスを受けることができます。この直接的なコミュニケーションは最適な結果を保証し、正確な分析や研究、スムーズなプロセスフローのための測定効率を最大化します。
デザインの改善
スリムで堅牢なアルミニウム製筐体を採用し、機械的な堅牢性とモダンな美しさを兼ね備えた新しいデザインです。LEDステータスバーが内蔵され、動作状況を一目で確認できるほか、タッチパネルによる直感的で最適な操作が可能です。全体的なデザインは、人間工学に基づいた操作性を重視し、快適性と機能性の両方を高める現代的なユーザーエクスペリエンスを実現しています。
高速データ収集ツール
L52の超高速2.5 MHzデータ取得をフルサポートすることで、レーザーパルスとその結果の温度応答を極めて正確に取得できる。高いサンプリング密度により、パルストリガー、カーブフィッティング、ノイズ抑制、拡散係数計算の精度が全時間範囲にわたって向上します。この高速性能は、薄いサンプル、熱伝導率が非常に高い材料、多層構造、または従来の取得速度では熱過渡現象を十分に明瞭に解像できないような急速な熱伝導を伴うアプリケーションに特に有利です。
PLHアップグレード
LFA L52装置は、PLH（周期的レーザー加熱）オプションでアップグレードすることができます。この特許取得済みの2-in-1ソリューションは、1台の装置で2つの測定技術を提供し、アプリケーションの範囲を最大限に広げ、µmからmmの厚さのサンプルの分析を可能にします。
PLHテクノロジーは、薄膜サンプルを比類のない精度で特性評価するために特別に開発・最適化されました。測定範囲は、サンプル厚さ10μmから500μm、熱伝導率0.01から2000mm²/sです。
PLH L53オプションは様々な材料を処理できるため、以下のような用途に適しています：
- グラファイト箔や薄い銅箔などの熱分配材、
- 複雑な熱特性を持つ半導体、
- 精密な拡散測定を必要とする金属、
- 先端材料システムに使用されるセラミックスとポリマー。
異方性と不均一性の解析
高度なマッピング機能により、PLHシステムは試料の熱伝導率を空間的に分解して測定することができます。この機能は、異方性（熱挙動の方向性の違い）や不均質性（材料の不均一性）を特定するのに特に有効です。複数の領域をスキャンすることで、ユーザーは薄膜の熱特性を包括的に理解し、要求の厳しいアプリケーションに最適な材料性能を確保することができます。
アプリケーションと産業フォーカス
代表的なアプリケーションには、バッテリーや水素産業で重要性を増している自立膜やフィルムの分析があります。これらの材料の熱伝導特性を正確に測定する能力は、エネルギー効率、熱管理、システム全体の性能を向上させるために不可欠です。
主な特徴
- 異方性解析：クロスプレーン測定とインプレーン測定をシームレスに組み合わせます。
- 多様な材料適合性：半導体、金属、セラミック、ポリマーに適しています。
- マッピング機能：試料内の異方性と不均一性の精密な空間分析が可能。
- 高い測定精度：幅広いサンプル厚みと熱伝導率値をカバー。
ハイライト
広い温度範囲：
-100°C ～ 2800°C
高い測定精度と再現性
柔軟なカスタマイズが可能なモジュラー設計
先進技術による高速測定
包括的なデータ分析のためのユーザーフレンドリーなソフトウェア
様々な試料形状や材料への適合性
主な特徴
新しいエレクトロニクス
- 改良されたディテクタとアンプ・エレクトロニクス
改良されたS/N比と広いダイナミック・レンジにより、薄いサンプルや導電性の高いサンプルでも、クリーンで高分解能な信号が得られます。 - 2.5 MHz高速データ収集
超高速サンプリングにより、高速の熱過渡現象をより正確に捉え、パルス検出と拡散評価を向上。 - 安定したレーザー電流制御
新しいドライバーエレクトロニクスは、エネルギー調整可能な非常に安定したレーザーパルスを提供し、あらゆる温度範囲にわたって再現性を向上させます。
クラス最大の温度範囲
モジュール式の炉オプションにより、–100 °Cから2800 °Cまでの温度範囲をカバーし、極低温技術から超高温材料に至るまで幅広い用途に対応します。
マルチサンプル機能（3、6、18サンプル）
同一の温度、雰囲気、レーザーパルス条件下で複数のサンプルを同時に分析することにより、LFA L52は研究開発およびQCワークフローのスループットを大幅に向上させます。材料シリーズ全体、生産バッチ、または比較試験を、最小限のオペレーター介入で1回の実行で処理することができ、均一な試験環境により、どの位置でも高い統計的信頼性で直接比較できる結果が得られます。
柔軟なサンプルホルダーシステム
LFA L52のフレキシブルなサンプルホルダーシステムは、固体、粉体、ペースト、液体、薄膜、セラミック、金属、耐火物、超高温材料（UHTC）など、さまざまな試料形状に適しています。交換可能なホルダーの形状と材料は、各試料タイプに最適な熱接触、制御された境界条件、最小限の熱損失を保証します。この汎用性により、低密度の絶縁材料から高密度のエンジニアリングセラミックスや金属合金まで、あらゆる試料の特性評価を同じプラットフォーム上で行うことができ、LFA L52は事実上あらゆる熱物理分析のワークフローに適しています。
完全なサンプル照明
LFA L52は、直径25.4mmまでの試料を完全かつ均一に照射し、放射状の温度勾配を発生させることなく、レーザーパルスが試料表面全体を確実に貫通します。この均質な加熱により、再現性が向上し、データ品質が改善され、異なる材料、厚さ、形状でも一貫した測定結果が得られます。
ご質問ですか？お電話ください！
+49 (0) 9287/880 0
月曜日から木曜日は午前8時から午後4時まで、金曜日は午前8時から午後12時までご利用いただけます。
私たちはあなたのためにここにいます！
仕様
温度範囲：–100 °C ～ 2800 °C
高エネルギーNd:YAGレーザー：最大25 J/パルス
真空および制御された雰囲気：最大10-⁵ mbar
高速で信頼性の高い熱物性分析のために開発された、パワフルなLFA L52をご覧ください：
- 検出器オプション：InSbまたはMCT検出器、LN₂またはペルチェ冷却で使用可能
- 雰囲気制御：不活性、還元性または酸化性環境、最大10-⁵mbarの真空能力
- サンプルハンドリング：固体、粉体、ペースト、液体、ラミネート、薄膜に対応
- レーザーパルス記録：精密な過渡解析のための超高速2.5MHzデータ収集
- オーブン構成：オプションのダブルオーブンターンテーブルにより、高スループットでの連続作業工程に対応
方法
レーザーフラッシュ分析
ライトフラッシュ法(LFA)は、高速で 非接触の熱拡散率測定法です。 熱拡散率比熱 比熱および 熱伝導率固体、粉体、ペーストの 短パルスのエネルギーで試料の背面を加熱し、その結果生じる前面の 温度上昇を 高速赤外線検出器で経時的に記録する。
温度上昇曲線は、熱が試料中をどれだけ速く拡散するかを反映しています。熱拡散率はこのデータから計算されます。材料の比熱と 密度がわかっていれば、熱伝導率も求めることができます。
LFAは非破壊的で高精度の手法であり、材料研究に使用されている。 材料研究, エレクトロニクス, 航空宇宙そして エネルギー用途が広く使用されている。その主な利点は、短い測定時間、最小限のサンプル前処理、幅広い材料の試験能力などである。
測定原理
LFA測定では、試料をオーブンで所定の温度にした後、その裏面に 短時間の高エネルギーレーザーパルスを照射する。吸収されたエネルギーは即座に温度上昇を発生させ、この温度上昇は試料の厚み方向に広がり、前面で発生します。
この温度変化は、高速赤外線検出器によって経時的に記録される。熱拡散率は、試料の厚さと温度上昇の特性半減期を用いて、得られた温度-時間曲線から計算されます。比熱と密度がわかれば、熱伝導率も求めることができます。
この方法では、短い測定時間で正確な結果が得られ、簡単な試料形状しか必要とせず、真空または制御されたガス雰囲気下での測定にも対応している。
LFA L52で一歩リード - 高度な熱物性解析のための強力なソリューション
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LFA L52を発表 - どのように機能し、どこで使用され、何を提供するか
測定コンセプト
試料は、定められた測定温度を維持するオーブン内の試料ホルダーに置かれる。プログラム可能なエネルギーパルスが試料の背面に印加され、前面の温度が一時的に上昇します。この温度反応は、高感度で高速の赤外線（IR）検出器によって検出されます。得られた温度-時間曲線から、熱拡散率と比熱の両方を求めることができます。材料密度（ρ）が既知であれば、熱伝導率は以下の式で計算できます：
LFA L52 オーブン
アルファL52 1250/1600
標準モデルは金属とセラミック用に設計されており、高いサンプルスループットを必要とするアプリケーションに最適です。3個、6個、18個のサンプルを同時に測定でき、最大25.4 mmのサンプル径に対応しているため、熱伝導率、熱伝導率、比熱容量の精密分析が可能です。
アルファL52 2000/2400/2800
高温バージョンでは、2000 / 2400 / 2800 °Cまでの測定が可能で、直径12.7 mmの サンプルを3個まで測定できるサンプルロボットが装備されています。
グローブボックスやホットセル環境用の特別な構成も用意されている。
代表的な用途は、耐火物、黒鉛、原子力用途などである。
LFA L52 2400
タングステン炉を使用して2400℃までの温度で正確な測定を行い、広い温度範囲でグラファイトフリーの分析を可能にします。
最大3個のサンプル（12.7 mm）に対応するサンプルロボットを装備したこのモデルは、高いスループットと 正確なCp測定を保証します。
LFA L52 LT
この低温用モデルは、さまざまな用途において、 –100 °Cから 500 °C までの範囲で高精度な測定を実現します。
この領域のレーザー出力が低ければ、高精度の測定結果を得るための決定的な要因となり得る。
サンプルキャリアとホルダー
さまざまなタイプの試料ホルダーにより、固体、液体、粉体、ペースト状の3～25.4mmまでの幅広い試料サイズの測定が可能です。相変化材料用のサンプルホルダーもあります。リンゼスのサンプルロボットは最大6個のサンプルを同時に測定でき、ご要望に応じて最大18個のサンプルを測定できるオプションもあります。サンプルホルダーの材質はグラファイト、SiC、酸化アルミニウム、各種金属があります。
サンプルホルダー
モデル選択
対応モデルの選択
このソフトウェアでは、さまざまな評価モデルを選択することができます。選択プロセスにおいてユーザーを支援するために、すべてのモデルのフィッティング品質を簡単に表示することができ、使いやすさと最大限の精度を保証します。
世界中のお客様やリンゼイのアプリケーションラボから得られた経験的データは、Duszaモデルの組み合わせが最も普遍的に適用可能であり、一般的に様々な材料において測定データとモデルの最も良い一致を示していることを示しています。
複合Duszaモデル-レーザーフラッシュ法による熱損失と有限パルスの同時補正のためのユニークな複合ソリューション
Duszaの実証済みの手法に基づくユニバーサル複合モデルは、熱損失、有限パルス、非断熱条件を同時に補正することで、レーザーフラッシュデータの信頼性の高い評価を可能にします。非線形パラメータ推定により、手動でのモデル選択が不要となり、時間の節約とユーザーエラーを回避できます。この手法は100以上のサンプルでテストされ、常に最高品質の正確な結果を提供しています。インコネル試料を用いた例では、複合モデルが従来のアプローチと比較して最高の適合度と最高の精度を提供することが明確に示されています。
修正組み合わせモデル／半透明サンプル用特殊モデル
図に示すように、誘導エネルギーパルスによる温度上昇により、半透明の試料では検出器信号が直ちに増加します。この初期信号は、測定結果を見かけ上高い熱伝導率に歪めてしまうため、考慮して補正する必要があります。これまで、既存のモデルでは、この瞬間的な温度上昇現象を十分に再現することができませんでした。当社独自の複合モデルは、サンプルデータの補正を可能にし、カスタマイズされたフィットを提供することで、測定結果の大幅な改善につながります。
多孔質試料のMcMastersモデル
McMastersモデルは、多孔質材料の熱伝達を正確かつ柔軟に解析するために開発された特別なツールである。
最も重要な特徴
- 精密な解析のための一次元伝熱モデル。
- 重要な調整パラメータとして、初期パルスの有限の浸透深さを含む。
- サンプルの前面と背面の両方での熱損失を考慮する。
McMastersら*の研究に基づくこの高度なモデルは、信頼性の高い詳細な結果を保証する。
したがって、複雑な熱解析には不可欠なオプションである。
* McMasters, Robert L. et al. “Accounting for Penetration of Laser Heating in Flash Thermal Diffusivity Experiments”.ASME.J. Heat transfer (1999): 121(1): 15-21.
オプションの目視検査
測定原理
フラッシュシステムでは、信号品質は赤外線検出器の表面に当たるサンプルからの放射量に依存します。通常、検出器の活性表面は、試料の直径（3mm～25.4mm）に比べて限られています（例えば、2 x 2 mm²）。このため、赤外線検出器、レンズ、試料の配置を最適化することで、画像化される試料表面を改善します。試料上の測定スポットはできるだけ大きくする必要がありますが、試料からはみ出さないようにします。スポットを超えると、測定アーチファクトが発生したり、信号にノイズが加わったりする可能性があります。ビジョンコントロール機能により、どのようなサンプルサイズでも最高の信号品質を保証します。最適化により、大きなサンプルでも小さなサンプルでも優れた信号品質を保証します。
ビジョン・コントロール
ビジョンコントロール」オプションは、さまざまなサンプル形状に対して完璧な検出ポイントを保証します。これにより、センサーのアクティブエリア上で試料表面を理想的かつシャープに画像化するための完璧な調整が可能になります。
*国によってはご利用いただけない場合があります。
LFA L52の価格は？
LFA L52システムの価格は、温度範囲、検出器タイプ、自動化機能、特殊なサンプルホルダなど、選択した構成や追加オプションによって異なります。
正確なお見積もりについては、お問い合わせフォームからお客様のご要望をお知らせください。
LFA L52の納期は？
LFA L52の納期は、選択されたオプションと構成に大きく依存します。温度範囲の拡大、特殊な検出器、自動化、カスタマイズなどの追加機能により、製造および準備時間が長くなり、納期が延びることがあります。
お客様の個別要件に基づく正確な納期見積りをご希望の場合は、お問い合わせフォームからご連絡ください。
ソフトウェア
価値を可視化し、比較可能にする
全く新しいLiEAPソフトウェア
新しく開発されたLiEAPソフトウェアには、操作エラーを最小限に抑え、測定の不確実性を低減するAIベースのサポートが含まれています。さらに、このソフトウェアは、透明、多孔質、液体、粉末のサンプルや多層システムを処理できるDuszaモデルを含む、さまざまな独自のモデルをサポートしています。
主な特徴
- 完全互換MS®Windows™ソフトウェア
- 停電時のデータ・セキュリティ
- 安全機能（サーマル・カップリング破損、停電などに対する保護機能）
- 電流測定のオンラインおよびオフライン評価
- カーブの比較
- 分析の保存とエクスポート
- ASCII形式のデータのエクスポートとインポート
- MS Excelへのデータエクスポート
- マルチメソッド分析（DIL、STA、DSC、HCS、LSR、LZT、LFA）
- プログラマブル・ガス・コントロール
- 新しいワークフロー
- 測定データは自動的にデータベースに保存される。
比較法によるCp測定（比熱
比熱容量を計算するには、試料の最大温度上昇を基準試料の最大温度上昇と比較します。未知試料も参照試料も、サンプルロボットによる1回の測定で同じ条件で測定されます。したがって、レーザーパルスのエネルギーと赤外線検出器の感度は、どちらの測定でも同じであると仮定できます。
パルス検出
Cp測定の精度を向上させるためには、パルスのエネルギーと検出器の感度を一定と仮定するのではなく、測定することが不可欠である。
そのため、最新のLFA L51では、パルス形状の記録、パルス形状の取り込み、エネルギー補正を完全自動測定サイクルの中で実行するオプションが用意されています。これにより、既知の標準物質との比較測定モードで比熱容量を高精度に測定できます。
評価ソフトウェア
- 関連する測定データの自動入力または手動入力：密度や比熱など
- データ評価のための普遍的な複合評価モデル
- 半透明または多孔質サンプル用の特殊モデル
評価モデル
- ドゥーザコンビネーションモデル
- NEWマクマスターズモデル（多孔質サンプル用）
- 2/3シフトモデル
- パーカー
- コーワン 5番、10番
- 安積
- クラーク・テイラー
- デジオバンニ
- 有限インパルス補正
- 熱損失補正
- ベース修正
- マルチシフトモデル
- 接触抵抗の測定
- 半透明サンプルの補正
計測ソフトウェア
- 温度セグメント、ガスなど、シンプルでユーザーフレンドリーなデータ入力。
- 制御可能なサンプルロボット
- ソフトウェアは、エネルギーパルスの後に自動的に補正された測定値を表示します。
- 複数サンプルの完全自動測定プロセス
- カスタマーサービス
- 効率的で迅速な測定のためのシンプルモード
- 最大限のカスタマイズが可能なエキスパート・モード
- サービスモデルはデバイスのモードを監視し、フィードバックを提供する。
アプリケーション
セラミック＆ガラス
ガラスとセラミックは、伝統的な用途からハイテク用途まで、欠かすことのできない材料です。家庭用品から電子機器、航空宇宙、医療技術における高度な部品に至るまで、そのユニークな機械的、熱的、化学的特性により、厳しい条件下で幅広い用途に使用することができます。
熱分析法は、材料開発とプロセスの最適化において重要な役割を果たしています。熱伝導率、熱容量、熱膨張、焼結挙動に関する正確な洞察を提供します。これによりメーカーは、テクニカルセラミックス、スマートサーフェス、繊維強化複合材料など、幅広いガラス・セラミック材料の組成の微調整、エネルギー効率の改善、製品性能の確保が可能になります。
応用例ガラスセラミックスの熱伝導率、熱拡散係数、比熱容量
標準的なガラスセラミックであるBCR 724をLFA L52で測定した。この目的のため、厚さ1 mm、直径25.4 mmの小円板をバルク材から切り出し、測定用にグラファイトでコーティングしました。LFA L52は、熱拡散率を温度の直接関数として示します。Cpデータは、既知のセラミック標準試料を、同じ試料ホルダーの2番目の試料位置で同じ条件下で測定して比較決定しました。このデータを用いて、密度、比熱、熱拡散率の積から熱伝導率を計算しました。その結果、熱拡散率と熱伝導率はわずかに減少し、Cp値は温度の上昇とともに増加することがわかりました。
応用例ガラスセラミックスの熱伝導率
熱伝導率値の再現性を実証するため、さまざまな用途で標準材料として使用されているコーニング社のガラスセラミックブランド、パイロセラムをLFA L52で測定しました。1つのブロックから切り出した18個のサンプルで合計18回の測定を実施しました。各サンプルは別々に測定され、結果は1160 °Cまでの温度範囲で±1 %のばらつきを示しました。
応用例ガラスセラミックスの熱伝導率、熱伝導率、比熱容量
この測定は、室温から1500℃までの範囲における酸化アルミニウムの温度依存性熱伝導率を示している。低温では、酸化アルミニウムは約0.11 cm²/sという比較的高い熱伝導値を示します。温度が上昇するにつれて、急激な減少が観察され、高温では0.015 cm²/sに近い値に達します。
この特性に関する知識は、信頼性の高い熱管理と長期安定性が求められる耐火物、基板、構造用セラミックスへの応用に不可欠である。
研究、開発、科学
新素材は、航空宇宙分野における軽量複合材料から高性能セラミックスや半導体まで、技術革新において決定的な役割を果たしている。その開発には、熱伝導率、熱伝導率、比熱容量などの熱物理特性に関する詳細な知識が必要です。
LINSEISのLFAシステムは、これらの重要なパラメータを高速かつ非破壊で高精度に測定することができます。そのため、特にポリマー、セラミックス、ハイブリッド材料、高温合金などの材料研究開発において不可欠なツールとなっています。正確なLFAデータにより、研究者は熱流動を最適化し、熱応力下での性能を向上させ、より安全で効率的な持続可能な材料の開発をサポートすることができる。
応用例グラファイトの熱伝導率
グラファイトサンプルをLFA L51で分析した。熱伝導率は、室温から1000 °Cの間のいくつかの温度で直接測定した。比熱容量は、同じ測定において、2番目の試料位置の既知のグラファイト標準試料を基準として測定しました。拡散率、比熱、密度の積は、対応する熱伝導率を与える。その結果、熱伝導率は典型的な直線的減少を示し、熱拡散率は500℃以上でプラトーを示した。Cpは温度とともにわずかに増加する。
原子力産業
原子力システムで使用される材料は、極度の熱負荷、機械的負荷、放射線負荷に耐えなければなりません。熱伝導性、膨張挙動、腐食や放射線損傷に対する耐性は、原子炉の安全性を維持し、運転条件下での放射性物質の放出を防止するために極めて重要です。
熱分析法は、高温高圧下での材料の劣化、相転移、長期安定性に関する貴重な知見を提供します。熱分析法は、燃料棒、原子炉容器、溶融塩炉やSMRのような次世代コンセプト用の先端合金、セラミック複合材料、耐放射線材料の開発をサポートします。これにより、信頼性の高い寿命評価、安全マージンの改善、重要な原子力コンポーネントの性能の最適化が可能になります。
応用例グラファイトの熱伝導率
グラファイトサンプルをLFA L52で室温から2000 °Cまで分析した。熱伝導率は直接測定し、比熱容量は同じランで参照サンプルを用いて測定しました。
この結果は、温度上昇に伴う導電率の強い低下を示しており、1500℃を超えると平坦化する。これは、高温でのフォノン散乱の増加によるグラファイトの典型的な挙動である。
十分な情報
