LFA L51 - 熱解析とイノベーションの融合
について LFA L51は、熱拡散率を高精度で測定するための多用途なフラッシュアナライザーです。 熱拡散率, 熱伝導率および 比熱容量. 以下の分析に最適です。 固体, 粉体, ペースト そして 液体 電子機器パッケージング、熱交換器、断熱材、原子炉冷却など、幅広い産業用途に使用されています。 広い温度範囲 -100 °C ～ 1250 °C LFA L51は、高速、非接触、非破壊測定が可能で、最小限のサンプル労力と高精度を実現します。
絶対測定法は校正を必要とせず、次のような国際規格に準拠しています。 ASTM E-1461, DIN EN 821-2および DIN 30905.システムは、交換可能なInSbまたはMCT検出器（LN₂またはペルチェ冷却）を装備し、オプションでLN₂の自動補充で動作させることができます。オプションのガス注入システムにより、真空下または不活性ガス雰囲気での運転が可能です。
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：完全に新しくなったソフトウェアプラットフォームは、お客様のニーズにさらに焦点を当て、現在の状況を常にお知らせし、必要に応じてサポートを受けることができます。
- 自動アップデートと新機能当社のソフトウェアは、定期的な自動アップデートを受け、セキュリティの向上だけでなく、継続的に新しい機能を提供しています。
- レックス・バスのプラグ＆プレイ：最新のハードウェア・インターフェースであるレックス・バスは、システム内のデータ通信に革命をもたらします。Lex Busは新しいハードウェアとソフトウェアツールのシームレスで効率的な統合を可能にします。
- 改良されたオーブン制御：新しく、さらに改良されたオーブン制御は、より正確な温度制御を可能にし、お客様のご希望とご要望に沿ったより良い温度シーケンスにより、より良い測定結果と高いスループットをもたらします。
- 予防的メンテナンスと問題検出：インテリジェントなコンポーネントとアクセサリーを使用することで、当社の予防的メンテナンス・アプローチは、問題や摩耗の兆候が損傷を引き起こす前に検出し、機器を最高の状態に保ちます。
改良された新しいライト・ガイダンス・システム
サンプルにより多くのエネルギーを与え、測定限界を拡大。斬新な導光システムは、サンプルに到達するパワーを最大化することで測定範囲を大幅に拡大し、最大3倍強いシグナルを提供します。これは、熱伝導率が低いサンプルや厚みのあるサンプルで特に顕著で、より簡単かつ正確に測定することができます。
リンク
Linseis Lab Linkは測定結果の不確かさに対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当社の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関する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、正確な分析や研究作業、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
新しいデバイスのデザインは、堅牢性と美しさを兼ね備えたエレガントなアルミニウム製筐体が特徴です。LEDステータスバーにより、重要な情報が視覚的にわかりやすく表示されます。タッチパネルは直感的な操作を可能にし、利便性と機能性を兼ね備えた最新のユーザーエクスペリエンスに貢献します。人間工学に基づいた操作性を重視した新しいデザインです。
PLHアップグレード
L51 LFA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、応用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、薄膜試料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。サンプルの厚さは10μmから500μmまで、熱伝導率は0.01から2000mm²/sまで測定可能です。
PLH L53オプションは幅広い素材に適しているため、以下の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により、ユーザーは薄膜の熱特性を包括的に理解することができ、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達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。
一目でわかる最も重要な機能
- 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～1250°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
レーザー/ライトフラッシュ技術による最速の測定時間
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
固体、層、液体に最適
主な特徴
新しいエレクトロニクス
- 改良されたアンプ・エレクトロニクス：改良されたエレクトロニクスにより、SNRと16ビットの分解能が向上し、薄いサンプルや導電性のサンプルでも正確で再現性の高い測定が可能になりました。
- 高いデータ収集レート：2.5 MHzのデータ収集レートは、導電性の速い材料や薄い材料の正確な分析を可能にし、短時間で詳細なデータを取得します。
- 通信の向上：リンゼス製品はUSBまたはイーサネット経由で個々の機器として、または大規模なネットワーク内で操作することができます。
最適化された低温オーブン
新たに導入されたシグナル最適化低温ファーネスにより、低温でグラジエントフリーの高精度測定が可能になり、高速化によりスループットが向上した。
無勾配加熱ゾーン
オーブンの温度制御は、勾配のない加熱ゾーンによって最適化されています。この設計により、試料全体が均一に加熱され、正確な熱伝導率測定に不可欠な測定再現性が向上します。
ペルチェ冷却検出器
赤外線検出器には、液体窒素で冷却するタイプとサーモエレクトリック（ペルチェ）冷却の2つの冷却オプションがある。ペルチェ冷却型ディテクターはS/N比が若干劣りますが、その高い実用性は印象的です。特に、液体窒素にアクセスできない環境、例えばグローブボックスのような保護された場所での使用に最適です。
制御環境用外部エレクトロニクス
LFAは、グローブボックスやホットセルで使用するために外部電子機器と統合することができ、敏感な材料や危険な条件が存在する可能性のある管理された環境で使用することができる。
完全なサンプル照明
LFA L51は、直径25.4mmまでの試料を完全に照明できるため、試料内の放射状の温度勾配を避けることができます。これにより、再現性が向上し、幅広いサンプルサイズにわたって一貫した結果が得られます。
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。
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仕様
温度範囲：-100 °C～1250 °C
熱伝導率：0.1～4000W/(m・K)
熱伝導率の精度：±2.4
高速で信頼性の高い熱伝導率分析のために開発された強力なLFAをご覧ください：
- フラッシュ光源：ソフトウェア制御ライトフラッシュ（15 J/パルス、パルス幅50～2000 µs）
- 検出器オプション：InSbまたはMCT（LN₂またはペルチェ冷却）
- 真空容量： 最大10-⁵ mbar
- 柔軟なサンプルハンドリング： 固体、粉末、ペースト、ラミネート、薄膜
- 高速データ収集：2.5 MHz
方法
ライトフラッシュ分析
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, 比熱および 熱伝導率固体、粉体、ペーストの熱拡散率、比熱、熱伝導率 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、熱の試料中への拡散速度を示します。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は材料研究に用いられる非破壊で 高精度な手法です。 材料研究, エレクトロニクス, 航空宇宙および エネルギー用途で広く使用されている。主な利点は、測定時間が短いこと、サンプル前処理が最小限であること、幅広い材料の分析が可能であることです。
測定原理
LFA測定では、試料はオーブンまたはマイクロヒーターで決められた温度に加熱される。プログラム可能な光パルス（通常はレーザーまたはキセノンフラッシュランプで発生）がサンプルの裏面に照射されます。これにより裏面が即座に加熱され、表面の 温度が上昇する。
この温度変化は、高感度赤外線検出器を用いて時間の関数として記録される。得られた温度-時間曲線から、温度上昇の半減期と 試料の厚さに基づいて 熱拡散率を計算する。さらに比熱と 密度を知ることで、熱伝導率を導き出すことができます。
この方法では、短い測定時間で正確な結果が得られ、広い温度範囲に対応し、真空または制御されたガス雰囲気下での測定が可能である。
LFA L51で一歩リード - あらゆる熱課題に対応する柔軟なソリューション
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LFA L51発表 - 特徴、強化点、よくある質問
測定コンセプト
サンプルは、ファーネス（LFA L51 LT/500/1000）に囲まれたサンプルロボット上、または可動式リニアステージ（LFA L51 1250）上に設置された5つのマイクロヒーティングエレメントのいずれかに配置されます。測定では、ファーネスはあらかじめ設定された温度に保たれ、プログラム可能なエネルギーパルスがサンプルの背面に照射され、サンプル表面の温度が上昇します。試料表面の温度上昇は、高感度高速赤外線（IR）検出器で測定されます。温度-時間データから熱伝導率と比熱の両方を求めることができます。密度（ρ）が既知であれば、熱伝導率は以下のように計算できる：
ビジョン・コントロール
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、検出器のアクティブエリアは、試料の直径（3mm～25.4mm）に比べて限られています（2 x 2 mm²など）。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、画像化された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、信号にノイズが追加されたりする可能性があります。画像制御は、あらゆるサンプルサイズに対して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、様々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、アクティブセンサー領域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。
高速赤外線オーブンまたはマイクロヒーターによる比類のないサンプル処理能力
LFA 51装置は、高速赤外線オーブン（LFA L51 500/1000）、先進のマイクロヒーティングエレメント（LFA L51 1250）、または低温抵抗オーブン（LFA L51 LT）のいずれかを装備することができ、非常に高速な加熱と冷却が可能です。この迅速な温度調整により、ダウンタイムを最小限に抑え、貴重な時間を節約し、ラボの生産性を高める高いサンプルスループットを可能にします。この技術により、多数のサンプルを短時間で分析できるため、特にタイムクリティカルなアプリケーションに有利です。また、赤外線とマイクロヒーティング技術により、正確で均一な温度制御が可能になり、信頼性の高い正確な測定結果が得られます。
時間が重要だから
温度安定に達するまでの時間の比較。
高速IRマイクロヒーティングオーブンは、設定温度に到達するのがはるかに速く、優れた等温温度安定性を提供する。
IRファーネス、マイクロ発熱体、MoSi抵抗発熱体の冷却を比較すると、冷却時間が短いという利点がはっきりとわかります。これにより、複数の測定を短時間で連続して行うことができ、サンプルのスループットが向上します。IRファーネスは1000 °Cから30 °Cまで105分で冷却しますが、マイクロ発熱体は約26.5分で済みます。1250 °Cまで冷却しても、30分未満です。比較のために使用したMoSi発熱体は、1560 °Cから19 °Cまで約147分で冷却する。
LFA L51 オーブン
LFA L51 500
このモデルは、最大6サンプルの熱伝導率、拡散率、比熱を費用対効果の高い方法で測定でき、温度範囲は常温から500 °Cで、高速IR検出により正確な分析が可能です。このため、ポリマーや低融点材料のアプリケーションに最適です。
LFA L51 1000
熱拡散率および熱伝導率測定用のモジュール式装置で、常温から1000 °Cまでの温度に対応し、高速測定サイクルと高い柔軟性に最適化されており、セラミックや金属の分析に最適です。
LFA L51 1250
急速加熱・冷却により最高1250 °Cまでの温度で正確な測定が可能なため、セラミックや金属の熱分析アプリケーションに適しています。
LFA L51 LT
低温バージョンでは、以下の精密測定が可能である。
-100 °C～500 °Cで、低温域でのさまざまな用途に対応。
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までの幅広い寸法の試料を測定できます。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個のサンプルも測定可能です。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。
サンプルキャリア
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る。選択プロセスにおいてユーザーを支援するために、すべてのモデルの適合精度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。
世界中のお客様と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、一般的に幅広い材料において測定データとモデルの間で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することができます。この方法は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精度を提供することが明確に示されています。
変形コンビネーションモデル／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即座に増加します。この初期信号は、測定結果を見かけ上高い熱拡散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説明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。
主な特徴
- 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。
- サンプルの前後での熱損失を考慮。
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.
伝熱 (1999): 121(1): 15-21.
LFA L51の価格は？
LFA L51システムの価格は、選択された構成と、温度範囲、検出器タイプ、自動化機能、特殊サンプルホルダーなどの追加オプションによって異なります。各システムは、お客様固有のアプリケーション要件に合わせてカスタマイズできるため、コストは大幅に異なる可能性があります。
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 L51の納期は？
LFA L51の納期は、選択したオプションと希望する構成によって大きく異なります。拡張温度範囲、特殊検出器、自動化、特別なカスタマイズなどの追加機能は、生産と準備の手間を増やし、納期を延長する可能性があります。
お客様の個別のご要望に基づいた正確な納期のお見積もりは、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
新たに開発されたLiEAPソフトウェアには、AIベースのアシスト機能が搭載されており、操作エラーを最小限に抑え、測定の不確実性を低減します。さらに、このソフトウェアは、透明、多孔質、液体、粉体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、様々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（熱電対破損保護、停電など）
- 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
比較法による比熱（Cp）の測定
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は、パルス形状の記録、パルス形状の認識、完全自動測定サイクルでのエネルギー補正をオプションで提供します。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
- 密度や比熱などの関連測定データの自動入力または手動入力
- 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
- ベースライン補正
- 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シーケンス
- カスタマーサポート
- 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、焼結挙動を正確に把握することができます。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最適化、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、熱拡散率、比熱容量
標準的なガラスセラミックであるBCR 724をLFA L51 500 / 1000で測定した。この目的のため、厚さ1mm、直径25.4mm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 L51は、熱拡散率を温度の直接関数として提供する。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、比較決定しました。このデータから、密度、比熱、熱拡散率の積から熱伝導率が計算されました。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検証するため、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銘柄であるパイロセラムをLFA L51 1250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℃までの温度範囲で±1％のばらつきを示しました。
研究、開発、学術
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、熱拡散率、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、常温から1000 °Cの間の複数の温度で直接測定した。比熱容量は、同じ測定における参照として、2番目の試料位置の既知のグラファイト標準試料を用いて決定しました。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、熱伝導率は一般的に直線的に減少し、熱拡散率は500℃以上でプラトーを示す。Cpは温度の上昇とともにわずかに増加する。
ポリマー
ポリマーは、包装や自動車部品から航空宇宙や医療機器に至るまで、数え切れないほどの用途に使用されています。信頼できる性能を確保するためには、特に断熱性、冷却挙動、耐老化性に関して、その熱伝導率、比熱、熱拡散率を理解することが不可欠です。
リンゼスのLFAシステムは、熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチック、エラストマーなど、あらゆる種類のポリマーについて、これらの重要な特性を非破壊で正確に分析することができます。製品開発、品質管理、材料比較のいずれにおいても、LFA測定は加工条件を最適化し、それぞれの用途に適した材料の選択をサポートします。
応用例ポリマーの熱伝導率
PTFEは、その化学的不活性と耐腐食性により、タンクライニング、シール、ガスケット、ワッシャなどの用途に、化学処理や石油化学などの産業で広く使用されている万能材料である。この研究では、PTFE試料をLFA L51 500を用いて不活性雰囲気中150 °Cまで測定しました。熱伝導率は、ダイラトメーターとDSCで記録した比熱と密度変化のデータから導き出した。熱伝導率は、固体状態から気体状態への相転移が起こる30 °C付近を除いて、全温度範囲にわたって安定している。
十分な情報
