概要
要点
マイクロメートル材料の特性評価は、電池や水素の応用といった新技術のための研究開発の進行や、小型化への努力により、今日重要なテーマとなっている。
体積に対する表面積の割合が大きいため、この種の材料はバルク材料とは別に分析しなければならないが、サンプルの調製と測定は非常に困難である。
実績のあるレーザーフラッシュ技術に加え、PLHセットアップにより、非破壊光学機器の測定範囲を厚みと伝熱特性の面で拡大することができます。
PLHは、試料厚さ10μm～500μm、 熱拡散率が0.01～2000mm²/sの測定範囲において、高精度に試料を測定するために開発・最適化されました。
本システムは幅広い材料の測定に対応しており、半導体特性を持つ試料だけでなく、金属、セラミックス、ポリマーの測定も可能です。代表的な用途としては、バッテリーや水素産業用の自立膜やメンブレンが挙げられます。
モード
クロスプレーン周期レーザー加熱
ILは変調されたレーザー光を表し、IIRは対応する振幅ALとAIR、位相シフトΦを持つ赤外放射を表す。
[m²/s]
α＝熱貫流率
L＝試料の高さ[m]
m＝リニアレンジの傾き[√s］
モード
インプレーン周期レーザー加熱
α = 熱拡散率[m²/s]
ω = 角周波数 (2*π*f )[1/s]
f = 変調周波数 [Hz]
(Φ, amp) = 2つの測定曲線の勾配、1つは位相、もう1つは振幅 [1/m]。
さらに、水平オフセットステージを使用し、同時に連続振幅変調レーザー光で試料を励起することで、面内の熱拡散率を測定することができる。
平面内の試料の熱拡散率に応じて、レーザーと検出器の間の横方向のオフセットに関連して、測定された位相シフトと振幅の特徴的な挙動を観察することができる。
この手法により、 熱伝導率と熱拡散率の複雑な関係が明らかになり、材料科学の分野において大きな影響を与える知見が得られます。
正確なインプレーン測定により、熱的なボトルネックを特定し、最適な設計ソリューションを決定することで、異方性材料に基づく技術の性能と効率を向上させることができます。インプレーン熱伝導率の評価は、包括的なLinseisソフトウェアパッケージにより、他の入力パラメータを知らなくても実行できます。
異方性と不均一性の解析
異方性
材料の熱伝導率は方向に依存することがある。「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表す用語です。「インプレーン」という用語は、励起方向に対して垂直な試料内の熱伝導を指し、「クロスプレーン」という用語は、励起方向に沿った試料の熱伝導率を意味します。
クロスプレーンとインプレーンの熱伝導率は大きく異なる場合があり、その差は数桁に及ぶこともあります。
用途は多種多様であり、熱管理が常に課題となる電子機器などの様々な用途において、その知識は極めて重要である。
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り、この変化は熱伝導率にも反映される。
標準的な蛍光X線分析装置は通常、この事実を無視し、光パルスによって加熱される試料全体を一度に見ます。このような違いに興味がある場合は、当社のPLH技術を使用します。
レーザーフラッシュ法とは対照的に、試料は局所的にしか加熱されないため、試料の不均一性を検査することができます。
熱伝導率の変動は、電子機器の性能と寿命を損なうホットスポットにつながる可能性がある。
熱伝導率の均一な分布を確保することは、効果的な熱管理とオーバーヒートの防止にとって極めて重要である。
ユニークな特徴
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
サービスホットライン
+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
基本情報
| Model | PLH |
|---|---|
| Temperature range: | RT up to 300°C |
| Heating rate: | 0.01 up to 20 °C/min |
| Samples dimensions: | Ø 3, 5, 6, 8, 10, 12.7 or 25.4 mm squares 3x3, 5×5, 6x6, 10×10 or 20×20 mm |
| Sample thickness: | 10 – 500 μm |
| Sample robot: | robot with 3 or 6 samples |
| Laser source: | CW diode laser up to 5 W |
| wavelength: 450 nm | |
| Thermal Diffusivity: | 0.01 to 2000 mm²/s (thickness depended) |
| Accuracy: | ±5% |
| Repeatability: | ±5% |
| Footprint: | 550 x 600 x 680 mm |
| 21,6 X 23,6 X 26,7 inch | |
| ASTM Normen LFA: ASTM E-1461, DIN 30905 and DIN EN 821 ASTM Normen PLH: JIS R 7240:2018 & ISO: 20007:2017 |
|
ハイブリッドソリューション LFA + 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% |
サンプルホルダーとキャリア
全体を通して変更なしのサンプル
市場最高のスループットサンプルロボットと一体型オーブンの組み合わせにより、他に類を見ないスループット時間を実現し、最大3または6サンプルの完全自動測定を可能にします。サンプルの要求に応じて、様々なサンプルホルダー形状と材質が利用可能です。
サンプルキャリア
6 サンプル 丸型または角型 3mm、6mm、10mm、12.7mm
丸型25.4mmまたは角型20mmのサンプル3個
サンプルホルダー
正方形サンプルホルダー サンプル 3×3mm2/ 10×10mm2/ 20×20mm2
サンプルホルダー 丸型サンプル 3mm/10mm/12.7mm/25.4mm
ソフトウェア
価値を可視化し、比較可能にする
一般
- 使いやすさを向上させた新しいデザイン
- レスポンシブでカスタマイズ可能なソフトウェア
- オンライン・サポートへの直接リンク
- 定期的なオンライン・ソフトウェア・アップデート
- ライブ評価と後処理／分析
- 高度なストレージ・コンセプト
- ASCIIによるデータのエクスポートとインポート
- マルチメソッド測定（LFA、PLH）
- ASCII形式でのデータのエクスポートとインポート
- カスタマイズされたレポート
- プラグ＆プレイ・デバイス
- 簡単なファームウェア・アップデート
- インテリジェントなエラー処理
- USBまたはLANによるデバイス接続
- 測定前の妥当性チェック
-
評価ソフトウェア
- デザイン・アップデート
- 使いやすさと柔軟性の向上
- カスタムプラグイン用Pythonインターフェース
- 異なるソース/測定装置からのカーブの組み合わせ
計測ソフトウェア
- シンプルでユーザーフレンドリーな温度データ入力
- マルチサンプル測定用の全自動測定シーケンス
- 比熱・熱伝導率測定ルーチン（要参照）
アプリケーション
用途：ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）100 µm
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、お手入れが簡単である。これらのコーティングの厚さは30µmから150µmの間で変化する。
このページの測定曲線は、励起光と赤外線放射の間の位相シフトと、レーザーを制御するために使用される角周波数の平方根と比較した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ます。
用途：サファイア 500 µm
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。当社の測定では、この熱拡散率の値を高い精度で確認しています。その優れた熱的・光学的特性から、サファイアは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。
このページの測定曲線は、励起光と赤外線放射の間の位相シフトと、レーザーを制御するために使用される角周波数の平方根と比較した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ます。
用途：銅 500 µm
銅箔、特に厚さわずか560 µm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る。このパターンの基準値は117mm²/sです。
このページの測定曲線は、励起光と赤外線放射の間の位相シフトと、レーザーを制御するために使用される角周波数の平方根と比較した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ます。
使用例：PTFE 100μmの再現性
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。
十分な情報
