Opis
Do rzeczy
Charakterystyka materiałów mikrometrycznych jest obecnie ważnym tematem ze względu na trwające badania i rozwój nowych technologii, takich jak baterie i zastosowania wodorowe, a także wysiłki na rzecz miniaturyzacji.
Ze względu na duży stosunek powierzchni do objętości, tego typu materiały muszą być analizowane oddzielnie od materiałów sypkich, ale przygotowanie próbki i pomiary mogą być bardzo trudne.
Oprócz naszej sprawdzonej technologii błysku laserowego, konfiguracja PLH pozwala nam rozszerzyć zakres pomiarowy naszych nieniszczących instrumentów optycznych pod względem grubości i właściwości wymiany ciepła.
PLH został opracowany i zoptymalizowany do pomiaru próbek z wysoką dokładnością w zakresie pomiarowym od 10 μm do 500 μm i przy szlifowalności temperaturowej -od 0,01 do 2000 mm²/s.
System może przetwarzać szeroki zakres materiałów. Możliwy jest pomiar próbek o właściwościach półprzewodzących, jak również metali, ceramiki lub polimerów. Typowe zastosowania to wolnostojące folie i membrany dla przemysłu akumulatorowego i wodorowego.
Tryb
Okresowe ogrzewanie laserowe w płaszczyźnie poprzecznej
System wykorzystuje laser diodowy do okresowego podgrzewania tylnej części próbki za pomocą ciągłego światła laserowego o modulowanej amplitudzie. Energia ta jest absorbowana przez próbkę i wyzwala falę cieplną. Fala cieplna rozprzestrzenia się przez próbkę do jej przedniej powierzchni, gdzie emitowana jest pierwotnie pochłonięta energia cieplna. Powstałe oscylacje temperatury na przedniej powierzchni są rejestrowane za pomocą detektora podczerwieni, jak pokazano na poniższym rysunku.
Ze względu na właściwości transportu termicznego próbki można zaobserwować charakterystyczne zachowanie przesunięcia fazowego i amplitudy wynikowego sygnału.
Przewodność cieplna, dyfuzyjność cieplna i pojemność cieplna właściwa objętości są analizowane za pomocą naszego kompleksowego pakietu oprogramowania Linseis. Jedynym wymaganym parametrem wejściowym jest grubość próbki. 
IL oznacza modulowane światło lasera, a IIR to promieniowanie podczerwone o odpowiednich amplitudach AL i AIR oraz przesunięciu fazowym Φ.
α = Współczynnik przenikania ciepła [m2/s]
L = Wysokość próbki [m]
m = Nachylenie zakresu liniowego [√s]
Tryb
Okresowe ogrzewanie laserowe w płaszczyźnie
α = Przepuszczalność ciepła [m²/s]
ω = Częstotliwość kątowa (2*π*f ) [1/s]
f = Częstotliwość modulacji [Hz]
m(Φ, amp) = Nachylenie dwóch krzywych pomiarowych raz zgodnie z fazą i
raz zgodnie z amplitudą [1/m]
Ponadto system jest w stanie mierzyć dyfuzyjność cieplną w płaszczyźnie za pomocą poziomego stolika offsetowego, jednocześnie wzbudzając próbkę ciągłym światłem laserowym o modulowanej amplitudzie.
W zależności od dyfuzyjności termicznej próbki w płaszczyźnie, można zaobserwować charakterystyczne zachowanie mierzonego przesunięcia fazowego i amplitudy w odniesieniu do przesunięcia bocznego między laserem a detektorem.
Metoda ta umożliwia analizę skomplikowanej zależności między przewodnością cieplną i dyfuzyjnością, co prowadzi do odkryć, które mogą mieć znaczący wpływ na naukę o materiałach.
Dzięki precyzyjnym pomiarom w płaszczyźnie można zidentyfikować wąskie gardła termiczne i określić optymalne rozwiązania projektowe w celu poprawy wydajności i efektywności technologii opartych na materiałach anizotropowych. Ocenę przewodności cieplnej w płaszczyźnie można przeprowadzić za pomocą kompleksowego pakietu oprogramowania Linseis bez znajomości jakichkolwiek innych parametrów wejściowych.
Analiza anizotropii i niejednorodności
Anizotropia
Przewodność cieplna materiału może być zależna od kierunku. „W płaszczyźnie” i „w poprzek płaszczyzny” to terminy opisujące dwa określone kierunki transportu w materiale. Podczas gdy „w płaszczyźnie” oznacza, że próbka jest prostopadła do kierunku wzbudzenia, termin „w płaszczyźnie poprzecznej” odnosi się do przewodności cieplnej próbki w kierunku wzbudzenia.
Przewodność cieplna na płaszczyźnie i w płaszczyźnie może się znacznie różnić i z łatwością przekraczać kilka rzędów wielkości.
Przypadki użycia są różnorodne, a ich znajomość może mieć kluczowe znaczenie w różnych zastosowaniach, takich jak urządzenia elektroniczne, w których zarządzanie temperaturą jest zawsze aktualnym wyzwaniem.
Niejednorodność
W zależności od próbki, jej skład może się nieznacznie różnić.
Zwykle ma to miejsce w przypadku żeli, past i polimerów, więc zmiana ta znajduje również odzwierciedlenie w przewodności cieplnej.
Standardowe instrumenty XRF zwykle ignorują ten fakt i patrzą na całą próbkę jednocześnie, gdy jest ona podgrzewana przez impuls świetlny. W przypadku zainteresowania tymi różnicami stosowana jest nasza technika PLH.
W przeciwieństwie do metody błysku laserowego, próbka jest podgrzewana tylko lokalnie i można ją przetestować pod kątem niejednorodności.
Wahania przewodności cieplnej mogą prowadzić do powstawania gorących punktów, które pogarszają wydajność i żywotność urządzeń elektronicznych.
Zapewnienie jednorodnego rozkładu przewodności cieplnej ma kluczowe znaczenie dla skutecznego zarządzania ciepłem i zapobiegania przegrzaniu.
Unikalne cechy
Zakres temperatur
do 300°C
Grubość od 10 µm do 500 µm
Robot z wieloma próbkami
W pełni automatyczne działanie
Pytania? Zadzwoń do nas!
+49 (0) 9287/880 0
czwartku w godzinach od 8:00 do 16:00
oraz w piątki w godzinach od 8:00 do 12:00.
Jesteśmy tu dla Ciebie!
Specyfikacje
Czarne na białym
MODEL | PLH L53 |
|---|---|
| Temperature range: | RT up to 300°C |
| Heating rate: | 0.01 to 20 °C/min |
| Sample dimensions: | Ø 3, 6, 10, 12.7 or 25.4 mm Square 5×5, 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 (depending on the thickness) |
| Accuracy: | ±5% |
| Repeatability: | ±5% |
| Footprint: | 550 x 600 x 680 mm 21.6 x 23.6 x 26.7 inches |
| STM standards LFA: ASTM E-1461, DIN 30905 and DIN EN 821 ASTM standards PLH: JIS R 7240:2018 & ISO: 20007:2017 |
|
Roztwór łączony LFA + PLH
| Temperaturbereich: | RT bis 300 °C, 500 °C, 1000 °C, 1250 °C, 1600 °C |
| Probenabmessungen: | Ø 3, 6, 10, 12,7 oder 25,4 mm Quadrat 5×5, 10×10 oder 20×20 mm |
| Beispielroboter: | Karussell mit 3 oder 6 Proben |
| Probendicke: | 10 bis 6000 μm |
| Wärmedurchlässigkeit: | von 0,01 bis 2000 mm2/s (dickenabhängig) |
| Genauigkeit: | ±5% |
| Reproduzierbarkeit: | ±5% |
Uchwyt i nośnik próbki
Niezmienione próbki w całym okresie
Najwyższa przepustowość na rynku. Połączenie robota do próbek i zintegrowanego pieca zapewnia niezrównaną przepustowość i w pełni automatyczne pomiary do 3 lub 6 próbek. Dostępne są różne geometrie i materiały uchwytów próbek w zależności od wymagań dotyczących próbek.
Przykładowy nośnik
6 próbek okrągłych lub kwadratowych
3 mm, 6 mm, 10 mm lub 12,7 mm
3 próbki okrągłe
25,4 mm lub kwadratowe 20 mm
Uchwyt na próbki
Kwadratowy uchwyt na próbki
Próbki 3×3 mm2 / 10×10 mm2 / 20×20 mm2
Okrągły uchwyt na próbki
Próbki 3 mm / 10 mm / 12,7 mm / 25,4 mm
Oprogramowanie
Uwidacznianie i porównywanie wartości
Ogólne
- Nowy wygląd i większa łatwość obsługi
- Responsywne i konfigurowalne oprogramowanie
- Bezpośrednie łącze do pomocy technicznej online
- Okresowe aktualizacje oprogramowania online
- Ocena na żywo i przetwarzanie/analiza końcowa
- Zaawansowane koncepcje pamięci masowej
- Eksport i import danych w formacie ASCII
- Pomiary wieloma metodami (LFA, PLH)
- Eksport i import danych w formacie ASCII
- Dostosowane raportowanie
- Urządzenie Plug & Play
- Proste aktualizacje oprogramowania sprzętowego
- Inteligentna obsługa błędów
- Podłączenie urządzenia przez USB lub LAN
- Kontrola wiarygodności przed pomiarem
Oprogramowanie do oceny
- Aktualizacja projektu
- Większa łatwość obsługi i elastyczność
- Interfejs Python dla niestandardowych wtyczek
- Łączenie krzywych z różnych źródeł/urządzeń pomiarowych
Oprogramowanie pomiarowe
- Proste i przyjazne dla użytkownika wprowadzanie danych temperatury
- W pełni zautomatyzowana sekwencja pomiarowa dla pomiarów wielu próbek
- Procedura pomiaru ciepła właściwego i przewodności cieplnej (wymagane odniesienie)
Zastosowania
Zastosowanie: politetrafluoroetylen (PTFE) 100 µm
Dla politetrafluoroetylenu (PTFE) – cienkiej folii polimerowej – lepiej znanej jako teflon, wartość referencyjna dyfuzyjności cieplnej dla PTFE wynosi 0,11 mm²/s. Teflon jest stosowany jako powłoka patelni, dzięki czemu żywność nie przywiera do patelni i jest łatwa do czyszczenia. Grubość tych powłok waha się od 30 µm do 150 µm.
Krzywa pomiarowa na stronie pokazuje przesunięcie fazowe między wzbudzeniem a promieniowaniem podczerwonym oraz rodzaj amplitudy promieniowania podczerwonego w porównaniu z pierwiastkiem kwadratowym częstotliwości kątowej używanej do sterowania laserem. Dyfuzyjność termiczna jest określana na podstawie nachylenia liniowej części tych dwóch krzywych.
Zastosowanie: Sapphire 500 µm
Szafir należy do kategorii materiałów ceramicznych i ma wartość referencyjną dla dyfuzyjności cieplnej wynoszącą 13,3 mm²/s. Nasze pomiary potwierdzają tę wartość dyfuzyjności cieplnej z dużą dokładnością. Ze względu na swoje doskonałe właściwości termiczne i optyczne, jest często stosowany w mikroelektronice w technologiach laserowych i diodach LED.
Krzywa pomiarowa na stronie pokazuje przesunięcie fazowe między wzbudzeniem a promieniowaniem podczerwonym oraz rodzaj amplitudy promieniowania podczerwonego w porównaniu z pierwiastkiem kwadratowym częstotliwości kątowej używanej do sterowania laserem. Dyfuzyjność termiczna jest określana na podstawie nachylenia liniowej części tych dwóch krzywych.
Zastosowanie: Miedź 500 µm
Folie miedziane, zwłaszcza te o grubości zaledwie 560 µm, są często stosowane jako rozpraszacze ciepła w przemyśle elektronicznym. Odgrywają one kluczową rolę w rozpraszaniu ciepła w komponentach elektronicznych, zapewniając wydajną dystrybucję ciepła, co poprawia wydajność i żywotność urządzeń. Ich zastosowania obejmują zarówno urządzenia codziennego użytku, takie jak smartfony i laptopy, jak i zaawansowane systemy lotnicze. Wartość referencyjna dla tego wzoru wynosi 117 mm²/s.
Krzywa pomiarowa na stronie pokazuje przesunięcie fazowe między wzbudzeniem a promieniowaniem podczerwonym oraz rodzaj amplitudy promieniowania podczerwonego w porównaniu z pierwiastkiem kwadratowym częstotliwości kątowej używanej do sterowania laserem. Dyfuzyjność termiczna jest określana na podstawie nachylenia liniowej części tych dwóch krzywych.
Przykład zastosowania: Powtarzalność PTFE 100 μm
Powtarzalność pomiaru politetrafluoroetylenu o grubości 105,6 μm jest doskonała i wynosi nieco ponad 1%. Potwierdza to skuteczność metody pomiarowej i jej wysoką wydajność.
Dobrze poinformowany
