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LFA 1000

Hochleistungs-LaserFlash zur Vermessung thermophysikalischer Eigenschaften

Beschreibung

Auf den Punkt gebracht

Informationen über die thermophysikalischen Eigenschaften von Materialien und die Optimierung von Wärmeflüssen in Endprodukten bekommt eine immer größere Bedeutung bei vielen industriellen Anwendungen. Dabei hat sich die Flash-Methode in den letzten Jahrzehnten zu der am häufigsten verwendeten Technik zur Bestimmung der Temperaturleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit von Feststoffen, Pulvern und Flüssigkeiten entwickelt.

Das LINSEIS LFA 1000 LaserFlash-Messgerät ist eine effektive Methode zur Messung der Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit und spezifischen Wärme bei gleichzeitiger Messung von bis zu drei, sechs oder 18 Proben. Verschiedene Öfen erlauben die Messung in einem Temperaturbereich von -125 °C bis 2800 °C. Optional ist ein Drehteller für einen zweiten Ofen verfügbar.

Informationen über die thermophysikalischen Eigenschaften des Materials und den Wärmefluss zur Optimierung des Endprodukts werden immer wichtiger für die industrielle Anwendung. Seit längerer Zeit hat sich die Flash-Methode zur Messung des Wärmetransports durchgesetzt. Diese erprobte Methode wird zur Messung der Temperaturleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit an festen, pulverförmigen und flüssigen Stoffen mit Erfolg eingesetzt.

LFA 1000 Querschnitt

LFA 1000 – Querschnitt

 

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Spezifikationen

Schwarz auf Weiß
Modell LFA 1000
Temperaturbereich:  -125 °C/ -100°C bis 500°C
RT bis 1250°C
RT bis 1600°C
Pulsquelle Nd:  Ng:YAG Laser 25 J/Puls
Messung des Temperaturanstiegs: Kontaktlos mittels IR (InSb oder MCT) Detektor
Messbereich Temperaturleitfähigkeit: 0.01 mm2/s … 1000 mm2/s
Messbereich Wärmeleitfähigkeit: 0.1 W/mk … 2000 W/mK
Probengröße: ∅ 6, 10, 12.7 … 25.4 mm
Viereckige Proben 10×10 oder 20×20 mm
Probendicke: 0.1 mm … 6 mm
Anzahl an möglichen Proben: Probenroboter für bis zu 3, 6 oder 18 Proben
Probenhalter: Metall/SiC/Graphit
Probenhalter für Flüssigkeiten: erhältlich
Atmosphäre: inert, oxidirend, reduzierend, Vakuum
Datenerfassung: 2 MHz
Interface: USB
Modell LFA 2000
Temperaturbereich:  RT bis 2000°C
RT bis 2800°C
Pulsquelle Nd:  Ng:YAG Laser 25 J/Puls
Messung des Temperaturanstiegs: Kontaktlos mittels IR (InSb oder MCT) Detektor
Messbereich Temperaturleitfähigkeit: 0.01 mm2/s … 1000 mm2/s
Messbereich Wärmeleitfähigkeit: 0.1 W/mk … 2000 W/mK
Probengröße: ∅ 6, 10, 12.7 … 25.4 mm
Probendicke: 0.1 mm … 6 mm
Anzahl an möglichen Proben: Probenroboter für bis zu 3 Proben
Probenhalter: Metall/SiC/Graphit
Probenhalter für Flüssigkeiten: erhältlich
Atmosphäre: inert, oxidirend, reduzierend, Vakuum
Datenerfassung: 2 MHz
Interface: USB

Software

Werte sichtbar und vergleichbar machen

Die leistungsfähige, auf Microsoft® Windows® basierende LINSEIS Thermoanalyse Software übernimmt bei der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von thermoanalytischen Experimenten, neben der eingesetzten Hardware, die wichtigste Funktion. Linseis bietet mit diesem Softwarepaket eine umfassende Lösung zur Programmierung aller gerätespezifischen Einstellungen und Steuerungsfunktionen, sowie zur Datenspeicherung und Auswertung. Das Paket wurde von unseren hausinternen Softwarespezialisten und Applikationsexperten entwickelt und jahrelang erprobt.

LFA-Eigenschaften

  • Genaue Pulslängenkorrektur, “Puls mapping”
  • Korrektur des Wärmeverlustes
  • Analyse von  2- oder 3-Schichtsystemen
  • Messung des Kontaktwiderstandes von Mehrschichtsystemen
  • Model Wizard für die Auswahl des besten Auswertemodells
  • Bestimmung der spezifischen Wärme

Allgemeine Funktionen

  • Echtzeit-Farbdarstellung
  • automatische und manuelle Skalierung
  • Darstellung der Achsen frei wählbar (z. B. Temperatur (x-Achse) gegen Delta L (y-Achse))
  • Mathematische Berechnungen (z. B. erste und zweite Ableitung)
  • Abspeicherung kompletter Auswertungen
  • Multitasking-Funktion
  • Multi-User-Funktion
  • Zoomfunktion für Kurvenausschnitte
  • Beliebig viele Kurven können zum Vergleich übereinander geladen werden
  • Online Help Menü
  • Freie Beschriftungen
  • EXCEL® und ASCII Export der Messdaten
  • Datenglättung
  • Nullkurven werden verrechnet
  • Cursor-Funktion
  • Statistische Kurvenauswertung (Mittelwertskurve mit Vertrauensintervall)
  • Tabellarischer Ausdruck der Daten und Ausdehnungskoeffizienten
  • Berechnung von Alpha Phys, Alpha Tech, relative Ausdehnung L/L0
  • Kurvenarythmetik, Addition, Subtraktion, Multiplikation

Applikationen

Anwendungsbeispiel: Wärmeleitfähigkeit von Glaskeramik

Pyroceram, eine Glaskeramikmarke von Corning, die in verschiedenen Anwendungen als Standardmaterial verwendet wird, wurde unter Verwendung des LFA 1000 gemessen, um die Reproduzierbarkeit von Wärmediffusionswerten zu zeigen. Insgesamt wurden 18 Messungen mit 18 Proben durchgeführt, die aus einem Block herausgeschnitten wurden. Jede Probe wurde einzeln gemessen und das Ergebnis zeigt eine Streuung im Ergebnis, die in einem Bereich von +/- 1% in einem Temperaturbereich bis 1250 ° C liegt.

Thermal diffusivity of glass ceramic

Anwendungsbeispiel: Wärmeleitfähigkeit von Graphit

Eine Graphitprobe wurde mit dem LFA 1000 untersucht. Die Temperaturleitfähigkeit wurde direkt bei mehreren Temperaturen zwischen RT und 1600 ° C bestimmt. Die spezifische Wärmekapazität wurde unter Verwendung eines bekannten Graphitstandards an einer zweiten Probenposition als Referenz in derselben Messung bestimmt. Das Produkt aus Temperaturleitfähigkeit, spezifischer Wärme und Dichte ergibt die entsprechende Wärmeleitfähigkeit. Das Ergebnis zeigt eine linear abnehmende Wärmeleitfähigkeit, die typisch ist, und eine Temperaturleitfähigkeit, die ein Plateau über 500 ° C zeigt. Der Cp steigt leicht über der Temperatur an.

Thermal conductivity of graphite

Anwendungsbeispiel: Einfluss der Probendicke auf die Wärmeleitfähigkeitsgenauigkeit von LFA 1000

Die Genauigkeit der Wärmeleitfähigkeitswerte in Abhängigkeit von der Probendicke wurde mit einem Silberstandard untersucht. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Probendicke für die Laserflashmethode ideal ist, wurden Silberproben mit unterschiedlicher Dicke bei Raumtemperatur gemessen. Die Wärmeleitfähigkeit wurde aus Temperaturleitfähigkeit, Dichte und Wärmekapazität berechnet. Das Schema zeigt, dass die Genauigkeit (Abweichung vom Literaturwert) exponentiell zunimmt, je kleiner der Durchmesser wird. Die Grenze für einen genauen Wert liegt bei 200 Mikrometern. Unterhalb dieser „Barriere“ unterscheiden sich die Werte dramatisch. Dies liegt jedoch nicht nur an den Einschränkungen der Methode, sondern auch daran, dass dünne Schichten ein unterschiedliches Verhalten wie Schüttgüter aufweisen, was mit dem TF-LFA oder anderen Dünnschichttechniken untersucht werden kann.

Influence of sample thickness on thermal conductivity accuracy of LFA 1000

Video

Expertenwissen kurz und knapp

Downloads

Alles auf einen Blick

Linseis Produktbroschüre LFA 1000

Produkt-
broschüre LFA 1000 (PDF)

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Produkt-
broschüre LFA 1000/2000 (PDF)

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