PLH-Chauffage-
熱伝導率

PLH L53 - 周期的レーザー加熱

薄膜の熱伝導率と熱拡散率の精密測定

PLH L53: 薄い材料の高精度熱特性評価のための周期的レーザー加熱

LINSEIS PLH L53は 、熱伝導率を測定するための高精度レーザー測定システムです。 熱伝導率 測定システムです。 測定システムです。膜の熱伝導率を測定する高精度レーザー測定システムです。

この非接触技術は、機械的接触や時間のかかる試料前処理を必要とせず、高感度で自立した試料の信頼性の高い熱特性評価を可能にします。

先端材料の研究開発用に設計されたPLH L53は、金属箔を含む均質・不均質な薄膜材料の精密分析を可能にします、 ポリマー膜構造を含む、均一および不均一な薄膜材料の精密分析が可能です。

光学式測定原理、高感度、堅牢な評価モデルにより、PLH L53は最新の薄型材料技術に正確で再現性の高い、アプリケーションに適した熱伝導率データを提供します。

ユニークな特徴

エレクトロニクスのアップグレード

PLH L53の測定エレクトロニクスは、光学的な周波数ベースの周期的レーザー加熱測定用に特別に開発されたもので、信号の安定性とデータ収集の面で大幅な性能向上を実現しています。

最適化されたエレクトロニクス・アーキテクチャーの利点は以下の通りである。

  • 高い信号安定性長時間の測定でも、周期的なレーザー励起の間、信頼性の高い位相と振幅の検出を保証します。
  • 低ノイズ電子機器電子的干渉を最小限に抑え、S/N比を向上させることで、薄い材料の正確な熱伝導率測定を実現。
  • 正確な周波数制御周波数領域での評価に不可欠な、安定した再現性の高いレーザー変調が可能。
  • 優れた再現性フィルム、箔、膜の繰り返し分析において、一貫した測定結果を保証します。

新しいハードウェア機能

  • 非接触レーザーベースの測定コンセプトPLH L53は、サンプルとの機械的相互作用を避けるため、完全に非接触の光学的周期レーザー加熱配置を採用しています。これにより、フィルムや膜のような高感度で薄く柔軟な材料の熱伝導率を、その本質的な特性に影響を与えることなく確実に測定することができます。
  • μmスケールサンプル用に最適化された光学システム精密にアライメントされたレーザー加熱・検出光学系により、均一な励起と正確な温度測定を実現。このシステムは、マイクロメートル領域の薄膜、箔、膜用に特別に開発されたもので、高感度で安定した信号の取得が可能です。
  • 柔軟なサンプルハンドリングと安定したアライメントハードウェア設計により、複雑な前処理工程を必要とせず、自立したサンプルや基板ベースの構造物の検査をサポートします。堅牢な光学レイアウトにより、繰り返しの測定や長時間の操作でも、長期にわたるアライメントの安定性と優れた再現性が得られます。

アプリケーション指向のデータ分析

新デバイスのデザインは、堅牢性と見た目の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を提供します。新しいデザインは、人間工学に基づいた操作性を重視しています。

Linseis Lab Linkは測定結果の不確実性を排除するための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、正確な分析と研究、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。

同期された電子機器、安定したレーザー変調、堅牢な光学アライメントの組み合わせにより、一貫した再現性の高い結果が得られます。

これは、比較研究、パラメータ変動、長期的な調査において特に重要である。

PLH L53は、ラボ環境での効率的な使用を目的に開発され、直感的な操作性、最小限のサンプル前処理、信頼性の高い測定ルーチンを兼ね備えています。これにより、既存の研究開発ワークフローへのシームレスな統合が可能になり、アプリケーション指向の迅速な材料特性評価をサポートします。

ハイライト

Appareil PLH - mesure de la conductivité thermique


300℃までの温度範囲

厚さ10 µmから500 µmまで

マルチサンプルロボット

完全自動運転

主な特徴

レーザーによる非接触測定

非接触の周期的レーザー加熱により、試料への機械的な影響を排除し、高感度な薄膜材料の信頼性の高い熱伝導率測定を可能にします。

μm範囲のフィルム、箔、膜に最適化

自立フィルムやメンブレン、基板ベースの構造体など、マイクロメートル範囲の薄い材料用に特別に開発された。

ターゲット測定ソリューションのアイコン

低質量サンプルに対する高感度

光学的測定原理により、質量や厚みが非常に小さいサンプルでも正確な熱特性評価が可能です。

統合されたLINSEISプラットフォーム

統合されたLINSEISソフトウェアは、プロセスの信頼性と精度を最大限に高めるために、ハードウェアとソフトウェアを組み合わせた包括的なソリューションを提供します。標準化されたプラットフォームは、外部パートナーからのコンポーネントやデバイスのシームレスな統合を可能にし、特に堅牢で信頼性の高いシステム全体を実現します。

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

周期的レーザー加熱(PLH)、光学式および非接触式

μm範囲の薄膜、箔、膜

薄い材料の熱伝導率

薄膜、箔、膜の正確な光学的熱特性評価用に開発された強力なPLHをご覧ください:

  • 温度範囲: 室温~300 °C
  • 加熱速度:0.01~20 °C/分
  • 試料の厚さ:10~500 µm
  • レーザー光源:最大5WのCWダイオードレーザー、波長450nm
  • 熱伝導率範囲: 0.01~2000mm²/s(厚さによる)

方法

周期的レーザー加熱

周期的レーザー加熱(PLH)法は、薄膜、箔、膜の熱伝導率をマイクロメートル領域で測定するための光学的非接触プロセスです。

特に、従来の接触式プロセスでは限界に達するような、繊細で質量の小さい、自立した材料に適している。

測定中、試料表面は変調レーザー光源によって周期的に加熱される。

この制御された調和加熱は、材料内に周期的な温度反応を引き起こす。

その結果生じる温度振動は光学的に記録され、周波数範囲で分析される。

試料の熱伝導率は、印加されたレーザー変調に対する温度反応の位相シフトと振幅を分析することによって計算されます。

これは完全に光学的なプロセスであるため、センサー、電気接点、機械的負荷は必要なく、材料固有の熱特性は影響を受けない。

PLH法は、均質および不均質な薄膜材料の信頼性と再現性の高い熱特性評価を可能にするため、研究、材料開発、品質管理などの用途に最適です。

測定原理

周期的レーザー加熱(PLH)法では、試料表面は周期的に変調されたレーザー加熱にさらされる。

この調和熱励起は、材料の熱輸送挙動に応じて、薄い材料中を伝播する温度波を発生させる。

得られた温度応答は光学的に記録され、周波数範囲で分析される。

励起周波数、位相シフト、温度信号の振幅の関係が定量分析の基礎となる。

交差面周期レーザー加熱

このシステムはダイオードレーザーを使い、振幅変調された光でサンプルの背面を周期的に加熱する。 吸収されたエネルギーは熱波を発生させ、試料を通って前面に伝搬し、赤外線として放出される。 その結果生じる温度振動はIR検出器によって記録される。 熱伝導率、熱伝導率、体積熱容量は、LINSEIS評価ソフトウェアを使用して、信号の位相シフトと振幅から求められます。 必要な入力パラメータはサンプルの厚みだけです。 $$ \alpha_{Phi,Γmathrm{amp}} = \frac{L^2}{2,m_{Phi,Γmathrm{amp}}} $$. 説明
  • αΦ,amp-熱拡散率、位相と振幅の解析から求められる。
  • [𝑚2/𝑠]。
  • L – サンプルの厚さ [ᑚ]
  • ,amp– 位相または振幅の評価 [𝑠] から得られる線形範囲の傾き。
$$ \alpha = \sqrt{\alpha_{\Phi} \cdot \alpha_{\mathrm{amp}}} $$

面内周期レーザー加熱

このシステムは、連続振幅変調レーザー励起による水平オフセットステージを用いて面内の熱拡散率を測定することもできる。 レーザーとディテクター間の横方向のオフセットにより、サンプルの面内熱輸送特性に応じた位相シフトと振幅の特徴的な変化が生じる。 これにより、異方性材料における熱ボトルネックの特定が可能になる。 平面内の熱拡散率は、追加入力パラメータなしでLINSEISソフトウェアで評価されます。 $$ \alpha_{Phi, \mathrm{amp}} = \frac{omega}{2,m_{Phi, \mathrm{amp}}^{2}} $$ 説明
  • αΦ,amp-熱拡散率、位相および振幅解析から得られる。
  • [𝑚2/𝑠]。
  • ω – 角周波数 [1/↪Ll_1D460], 𝜔=2𝜋𝑓とする。
  • f – 変調周波数 [ᵃ𝑧]。
  • ,amp– 位相と振幅の評価から得られる線形フィットの傾き [1/↪Ll45A↩]。
$$ \alpha = \sqrt{\alpha_{\Phi} \cdot \alpha_{\mathrm{amp}}} $$ 説明
  • α – 結果としての熱伝導率[𝑚2/𝑠]
  • αΦ– 位相分析から求めた熱伝導率
  • αamp– 振幅解析から求めた熱伝導率

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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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PLH L53を発表-どのように機能するか、どこにフィットするか、何を提供するか

異方性と不均一性の解析

異方性

グラファイトシートの熱伝導率には方向性がある。インプレーンとクロスプレーンは、材料内の2つの特定の輸送方向を説明するために使用される用語です。面内とは、実際には励起方向に垂直な試料内を意味しますが、面横断とは、励起方向における試料の熱伝導率を意味します。グラファイトシートの面内熱伝導率と面横断熱伝導率は大きく異なり、数桁を超えることもあります。その用途は多岐にわたり、この知識は、例えば熱管理が常に課題となる電子デバイスなど、様々な分野で極めて重要となります。

不均質性

サンプルによっては、サンプル内の組成が若干異なる場合があります。 これは通常、ゲル、ペースト、ポリマーの場合であるため、この変化は熱伝導率にも反映されます。通常、標準的な蛍光X線分析装置はこの事実を無視し、光パルスによって加熱された試料全体を一度に見ます。このような違いに関心がある場合、当社のPLH技術は非常に有用です。レーザーフラッシュ法とは対照的に、試料は局所的に加熱されるため、試料の不均一性をチェックできます。熱伝導率のばらつきは、電子デバイスの性能や寿命に影響を与えるホットスポットにつながる可能性があります。均質な熱伝導率分布を確保することは、効果的な熱管理と過熱の回避に極めて重要です。

レーザーフラッシュ法と周期的レーザー加熱法を組み合わせることで、材料の特性評価を大幅に改善できる多くの強力な利点が得られます:

シナジーの力を体験しよう

実績のあるレーザーフラッシュ法の精度と、周期的レーザー加熱法のダイナミックな性能を組み合わせました。これまでにない熱分析の革命を体験してください!

包括的なサーマル・プロファイリング

材料の熱挙動を深く掘り下げます。熱伝導率と熱拡散率を総合的に理解し、性能の360°C概観を得ることができます。

イノベーションの加速

材料開発を次のレベルへ!熱管理システムのシームレスな最適化、エネルギー貯蔵技術の革新、周期的レーザー加熱法の比類のない精度による最先端の電子部品の開発。これまでにない熱解析の革命を体験してください!

より速い結果、より速い決断

最適化されたリサーチプロセスで効率を最大化。迅速なデータ収集と分析により、情報に基づいた意思決定をこれまで以上に迅速に行うことができ、時間とリソースを節約できます。

多彩なアプリケーション

科学から産業研究開発まで、この組み合わせが成功への鍵です。可能性の限界を再定義しながら、先端材料、エネルギーシステム、さらにその先の課題をマスターしてください。

見えないものを見る

不完全な写真で満足してはいけない。素材の真の可能性を引き出す

熱特性間の複雑な相互作用を明らかにする複合的アプローチで。

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%
器械の設計図

PLH L53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ーなど、選択され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。

PLH L53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。温度範囲の拡張、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。
お客様の個別の要件に基づく正確な納期の見積も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

薄膜 (Dünnschichten)

ポリマーフィルム、金属箔、膜、機能層などの最新の薄膜システムでは、熱輸送特性がバルク材料とは大きく異なることがある。

特にマイクロメートルの薄さの試料では、熱伝導は厚さ、異方性、材料の不均一性に強く影響されるため、信頼性の高い熱設計には正確な特性評価が不可欠です。

LINSEIS PLH L53は周期的レーザー加熱(PLH)方式を採用しており、光学的かつ非接触で、マイクロメートルレンジの薄膜、箔、膜の精密な熱分析が可能です。

PLH L53は、変調レーザーを周期的に照射して試料を加熱し、その結果得られる周波数領域の温度応答を分析することで、機械的接触やセンサーの取り付けなしに、熱伝導率や熱拡散率の信頼性の高い測定を可能にします。

低質量サンプルに対する高い感度と堅牢な評価モデルにより、PLH L53は薄型材料の研究、材料開発、品質管理に最適で、高度で異方性のある材料システムの最適な熱管理をサポートします。

アプリケーション:サフィール500μm

サファイアはセラミック材料のカテゴリーに属し、熱拡散率の基準値は13.3mm²/sです。私たちの測定は、この熱拡散率の値を高い精度で確認しています。サファイアは、その優れた熱的・光学的特性から、マイクロエレクトロニクスのレーザー技術やLEDによく使用されています。

隣接する測定曲線は、励起光と赤外線放射の間の位相シフトと、レーザー駆動に使用した角周波数の平方根に対する赤外線放射の振幅の一種を示しています。熱伝導率は、これら2つの曲線の直線部分の傾きから決定されます。

用途:銅 500 μm

銅箔、特に560μmという薄さの銅箔は、エレクトロニクス業界でヒートスプレッダーとしてよく使用されます。銅箔は電子部品の放熱に重要な役割を果たし、効率的な熱分散を確保することで、デバイスの性能と寿命を向上させます。その用途は、スマートフォンやノートパソコンなどの日常的な機器から高度な航空宇宙システムまで多岐にわたります。このサンプルの基準値は117mm²/sです。

隣接する測定曲線は、励起光と赤外線放射の間の位相シフトと、レーザー駆動に使用した角周波数の平方根に対する赤外線放射の一定の振幅を示しています。熱伝導率は、これら2つの曲線の直線部分の傾きから決定される。

ポリマーは、エレクトロニクス、エネルギー貯蔵、コーティング、機能層など、薄膜、箔、膜の形で現代技術に頻繁に使用されている。

信頼できる性能を発揮するためには、特に放熱、熱管理、長期安定性に関して、その熱伝導率と熱伝導率を正確に理解することが不可欠である。

LINSEIS PLH L53は周期的レーザー加熱法を用いてポリマー系薄膜材料の高精度な非接触熱特性評価を可能にします。

この光学技術は、従来の接触ベースの方法が使えないような、低質量でマイクロメートルの薄さのポリマー層に理想的である。

PLH測定は、材料開発、比較、最適化をサポートし、アプリケーション指向のポリマー設計のための信頼性の高い熱物理学的データを提供します。

用途:ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)100μm

テフロンとして知られるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の熱拡散率の基準値は0.11mm²/sである。PTFEの熱拡散率の基準値は0.11 mm²/sである。テフロンはフライパンのコーティングとして使用され、食材がフライパンにこびりつきにくく、簡単に洗浄できる。このコーティングの厚さは30μmから150μmの間で変化する。

右の測定図は、励起光と赤外線放射の間の位相シフトと、レーザー駆動に使用した角周波数の平方根に対する赤外線放射の振幅の一種を示しています。熱拡散率は、これら2つの曲線の直線部分の傾きから決定される。

アプリケーションPTFE 100μmの繰り返し精度

厚さ105.6μmのポリテトラフルオロエチレンの測定の再現性は1%強と優れている。これは、測定方法とその高い性能を裏付けている。

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PLH L53 - 周期的レーザー加熱

薄膜の熱伝導率と熱拡散率の精密測定

LFA-500