PLH L53: Aquecimento periódico a laser para caraterização térmica de alta precisão de materiais finos
O LINSEIS PLH L53 é um sistema de medição de alta precisão, baseado em laser, para determinar a condutividade térmica de películas finaspelículas e membranas na gama dos micrómetros, utilizando o método de aquecimento periódico por laser (PLH).
Esta técnica sem contacto permite uma caraterização térmica fiável de amostras sensíveis e independentes sem contacto mecânico ou preparação demorada da amostra.
Concebido para a investigação e desenvolvimento de materiais avançados, o PLH L53 permite uma análise precisa de materiais finos homogéneos e não homogéneos, incluindo folhas metálicas, polímeros e estruturas de membranas.
Com o seu princípio de medição ótico, alta sensibilidade e modelos de avaliação robustos, o PLH L53 fornece dados de condutividade térmica precisos, reprodutíveis e relevantes para a aplicação de tecnologias modernas de materiais finos.
Caraterísticas únicas
Atualização da eletrónica
A eletrónica de medição do PLH L53 foi especialmente desenvolvida para medições ópticas de aquecimento periódico por laser com base na frequência e oferece melhorias significativas de desempenho em termos de estabilidade do sinal e aquisição de dados.
As vantagens da arquitetura eletrónica optimizada incluem
- Elevada estabilidade do sinal
Garante uma deteção fiável da fase e da amplitude durante a excitação periódica do laser, mesmo durante períodos de medição mais longos. - Eletrónica de baixo ruído
Minimiza a interferência eletrónica e melhora a relação sinal/ruído para uma medição precisa da condutividade térmica de materiais finos. - Controlo preciso da frequência
Permite uma modulação laser estável e reprodutível, essencial para a avaliação na gama de frequências. - Excelente reprodutibilidade
Garante resultados de medição consistentes para análises repetidas de películas, folhas e membranas.
Novas funções de hardware
- Conceito de medição baseado em laser sem contacto
O PLH L53 utiliza uma disposição de aquecimento por laser periódico ótico completamente sem contacto, evitando qualquer interação mecânica com a amostra. Isto permite medições fiáveis da condutividade térmica de materiais sensíveis, finos e flexíveis, tais como películas e membranas, sem afetar as suas propriedades intrínsecas. - Sistema ótico optimizado para amostras à escala µm
Os sistemas ópticos de aquecimento e deteção por laser, alinhados com precisão,asseguram uma excitação homogénea e uma medição exacta da temperatura. O sistema foi especialmente desenvolvido para camadas finas, películas e membranas na gama dos micrómetros e oferece uma elevada sensibilidade e uma aquisição de sinal estável. - Manuseamento flexível de amostras e alinhamento estável
O design do hardware suporta o exame de amostras independentes, bem como de estruturas baseadas em substratos, sem passos de preparação complexos. Uma disposição ótica robusta assegura a estabilidade do alinhamento a longo prazo e uma excelente reprodutibilidade, mesmo com medições repetidas e funcionamento prolongado.
Análise de dados orientada para a aplicação
O novo design do dispositivo caracteriza-se por uma elegante caixa de alumínio que é simultaneamente robusta e visualmente atractiva. Uma barra de estado LED proporciona uma visualização fácil de utilizar de informações importantes. Um painel tátil permite uma operação intuitiva e proporciona uma experiência de utilização moderna que combina comodidade e funcionalidade. O foco do novo design está no manuseamento ergonómico.
Ligação do Laboratório Linseis
Com o Linseis Lab Link, oferecemos uma solução integrada para eliminar incertezas nos resultados de medição. Com acesso direto aos nossos especialistas em aplicações através do software, recebe conselhos sobre o procedimento de medição correto e como analisar os resultados. Esta comunicação direta garante resultados óptimos e maximiza a eficiência das suas medições para uma análise e investigação precisas e um fluxo de processo suave.
Elevada reprodutibilidade e estabilidade de medição
A combinação de eletrónica sincronizada, modulação laser estável e alinhamento ótico robusto garante resultados consistentes e reprodutíveis.
Isto é particularmente importante para estudos comparativos, variações de parâmetros e investigações a longo prazo.
Fluxo de trabalho optimizado para investigação e desenvolvimento
O PLH L53 foi desenvolvido para uma utilização eficiente em ambientes laboratoriais e combina um manuseamento intuitivo, uma preparação mínima de amostras e rotinas de medição fiáveis. Isto permite uma integração perfeita nos fluxos de trabalho de I&D existentes e suporta uma caraterização rápida e orientada para a aplicação de materiais.
Destaques
Gama de temperaturas
até 300°C
Espessura de 10 µm a 500 µm
Robô com várias amostras
Funcionamento totalmente automático
Caraterísticas principais
Medição sem contacto com o laser
O aquecimento periódico a laser sem contacto elimina as influências mecânicas na amostra e permite medições fiáveis da condutividade térmica em materiais finos sensíveis.
Optimizado para películas, folhas e membranas na gama µm
Especialmente desenvolvido para materiais finos na gama dos micrómetros, incluindo películas e membranas independentes, bem como estruturas baseadas em substratos.
Alta sensibilidade para amostras de baixa massa
O princípio de medição ótica permite uma caraterização térmica precisa mesmo para amostras com massa e espessura muito reduzidas.
Plataforma integrada LINSEIS
O software LINSEIS integrado oferece uma solução abrangente que combina hardware e software para a máxima fiabilidade e precisão do processo. A plataforma normalizada permite a integração perfeita de componentes e dispositivos de parceiros externos – para um sistema global particularmente robusto e fiável.
Tens dúvidas? Telefona-nos!
+49 (0) 9287/880 0
quinta-feira das 8 às 16 horas
e sexta-feira das 8 às 12 horas.
Estamos aqui para ti!
Especificações
Aquecimento periódico por laser (PLH), ótico e sem contacto
Películas finas, folhas e membranas na gama dos µm
Condutividade térmica de materiais finos
Descobre o nosso potente PLH – desenvolvido para a caraterização térmica ótica precisa de películas finas, folhas e membranas:
- Gama de temperaturas: Temperatura ambiente até 300 °C
- Taxas de aquecimento: 0,01 a 20 °C/min
- Espessura da amostra: 10 a 500 µm
- Fonte de laser: laser de díodo CW até 5 W, comprimento de onda 450 nm
- Gama de condutividade térmica: 0,01 a 2000 mm²/s (dependendo da espessura)
Método
Aquecimento periódico a laser
O método de aquecimento periódico por laser (PLH) é um processo ótico, sem contacto, para determinar a condutividade térmica de películas finas, folhas e membranas na gama dos micrómetros.
É particularmente adequado para materiais sensíveis, de baixa massa e independentes, onde os processos convencionais baseados no contacto atingem os seus limites.
Durante a medição, a superfície da amostra é periodicamente aquecida por uma fonte de laser modulada.
Este aquecimento controlado e harmónico induz uma reação periódica de temperatura no material.
A oscilação de temperatura resultante é registada opticamente e analisada na gama de frequências.
A condutividade térmica da amostra é calculada analisando a mudança de fase e a amplitude da reação de temperatura em relação à modulação laser aplicada.
Uma vez que se trata de um processo totalmente ótico, não são necessários sensores, contactos eléctricos ou cargas mecânicas, pelo que as propriedades térmicas intrínsecas do material não são afectadas.
O método PLH permite uma caraterização térmica fiável e reprodutível de materiais finos homogéneos e não homogéneos e é, por isso, ideal para aplicações em investigação, desenvolvimento de materiais e controlo de qualidade.
Princípio de medição
No método de aquecimento periódico por laser (PLH), a superfície da amostra é exposta a um aquecimento por laser modulado periodicamente.
Esta excitação térmica harmónica gera uma onda de temperatura que se propaga através do material fino, dependendo do comportamento de transporte térmico do material.
A resposta de temperatura resultante é registada opticamente e analisada na gama de frequências.
A relação entre a frequência de excitação, a mudança de fase e a amplitude do sinal de temperatura constitui a base para a análise quantitativa.
Aquecimento laser periódico em planos cruzados
- αΦ,amp – difusividade térmica, determinada a partir da análise de fase e amplitude
- [𝑚2/𝑠]
- L – Espessura da amostra [𝑚]
- mΦ,amp – Declive da gama linear, obtido a partir da avaliação da fase ou da amplitude [𝑠]
Aquecimento a laser periódico no plano
- αΦ,amp – difusividade térmica, derivada da análise de fase e amplitude
- [𝑚2/𝑠]
- ω – frequência angular [1/𝑠], com 𝜔=2𝜋𝑓
- f – Frequência de modulação [𝐻𝑧]
- mΦ,amp – Declive do ajuste linear obtido a partir da avaliação da fase e da amplitude [1/𝑚]
- α – condutividade térmica resultante [𝑚2/𝑠]
- αΦ – condutividade térmica determinada a partir da análise de fases
- αamp – condutividade térmica determinada a partir da análise da amplitude
Tens dúvidas? Telefona-nos!
+49 (0) 9287/880 0
quinta-feira das 8 às 16 horas
e sexta-feira das 8 às 12 horas.
Estamos aqui para ti!
PLH L53 apresentado - como funciona, onde se encaixa, o que oferece
Análise de anisotropia e inomogeneidade
Anisotropia
A condutividade térmica do material, folhas de grafite, pode ser direcional. No plano e no plano transversal são termos utilizados para descrever duas direcções de transporte específicas dentro de um material. Enquanto que no plano significa, na realidade, dentro da amostra perpendicular à direção da excitação, o termo plano cruzado refere-se à condutividade térmica da amostra na direção da excitação. A condutividade térmica no plano e no plano transversal das folhas de grafite pode diferir significativamente e pode facilmente exceder várias ordens de grandeza. As aplicações são diversas e este conhecimento pode ser crucial em vários campos, por exemplo, em dispositivos electrónicos onde a gestão térmica é um desafio sempre presente.
Não homogeneidade
Dependendo da amostra, a composição dentro da amostra pode variar ligeiramente. Este é normalmente o caso dos géis, pastas e polímeros, pelo que esta alteração também se reflecte na condutividade térmica. Regra geral, os instrumentos XRF padrão ignoram este facto e analisam toda a amostra de uma só vez, à medida que esta é aquecida pelo impulso de luz. Se estiveres interessado nestas diferenças, as nossas técnicas PLH são muito úteis. Em contraste com a técnica de flash de laser, a amostra é aquecida localmente, pelo que podes verificar a amostra quanto a inomogeneidades. As variações na condutividade térmica podem levar a pontos quentes que afectam o desempenho e a vida útil dos dispositivos electrónicos. Garantir uma distribuição homogénea da condutividade térmica é crucial para uma gestão eficaz do calor e para evitar o sobreaquecimento.
Soluções combinadas
A combinação do método de flash a laser e do método de aquecimento periódico a laser oferece uma série de vantagens poderosas que podem melhorar significativamente a caraterização do material:
Experimenta o poder da sinergia
Combina a precisão do comprovado método de flash a laser com o desempenho dinâmico do método de aquecimento periódico a laser. Experimenta uma revolução na análise térmica como nunca antes!
Perfil térmico abrangente
Aprofunda o comportamento térmico dos teus materiais. Obtém uma compreensão holística da condutividade e difusividade térmicas e obtém uma visão geral do desempenho a 360 °C.
Acelera a inovação
Leva o teu desenvolvimento de materiais para o próximo nível! Optimiza sem problemas os sistemas de gestão térmica, revoluciona as tecnologias de armazenamento de energia e desenvolve componentes electrónicos de ponta com a precisão inigualável do método de aquecimento periódico a laser. Experimenta uma revolução na análise térmica como nunca antes!
Resultados mais rápidos, decisões mais rápidas
Maximiza a eficiência através de processos de investigação optimizados. Graças à recolha e análise rápidas de dados, podes tomar decisões informadas mais rapidamente do que nunca, poupando tempo e recursos.
Aplicações versáteis
Da ciência à investigação e desenvolvimento industrial – esta combinação é a tua chave para o sucesso. Domina os desafios em materiais avançados, sistemas de energia e muito mais, enquanto redefine os limites do que é possível.
Vê o invisível
Não te contentes com uma imagem incompleta. Liberta o verdadeiro potencial dos teus materiais
com uma abordagem combinada que revela as interações complexas entre as propriedades térmicas.
Suportes de amostras
Obtém conhecimentos completamente novos com a combinação dos métodos LFA e 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% |
Quanto custa um PLH L53?
O preço de um sistema PLH L53 depende da configuração escolhida e das opções adicionais, como a gama de temperaturas, o tipo de detetor, as funcionalidades de automatização ou os suportes de amostras especiais. Como cada sistema pode ser personalizado de acordo com os requisitos específicos da sua aplicação, os custos podem variar consideravelmente.
Para obter um orçamento exato, envie-nos os seus requisitos através do nosso formulário de contacto – teremos todo o gosto em fornecer-lhe um orçamento personalizado.
Quanto tempo demora a entrega de um PLH L53?
O prazo de entrega de um PLH L53 depende em grande medida das opções e da configuração selecionadas. Caraterísticas adicionais, tais como gamas de temperatura alargadas, detectores especiais, automação ou personalização podem aumentar o tempo de produção e preparação e, por conseguinte, prolongar o prazo de entrega.
Contacte-nos através do nosso formulário de contacto para receber uma estimativa exacta do prazo de entrega com base nos seus requisitos individuais.
Software
Tornar os valores visíveis e comparáveis
Software LiEAP COMPLETAMENTE NOVO
O software LiEAP recentemente desenvolvido inclui suporte baseado em IA que minimiza os erros operacionais e reduz as incertezas de medição. Além disso, o software suporta vários modelos únicos, incluindo o modelo Dusza, que pode processar amostras transparentes, porosas, líquidas e em pó, bem como sistemas multicamadas.
Caraterísticas principais
- Software MS®Windows™ totalmente compatível
- Segurança dos dados em caso de falha de energia
- Caraterísticas de segurança (proteção contra rutura do acoplamento térmico, falha de energia, etc.)
- Avaliação online e offline da medição atual
- Comparação de curvas
- Armazenamento e exportação de análises
- Exportação e importação de dados em formato ASCII
- Exportação de dados para o MS Excel
- Análise multimétodo (DIL, STA, DSC, HCS, LSR, LZT, LFA)
- Controlo de gás programável
- NOVO fluxo de trabalho
- Os dados de medição são automaticamente guardados numa base de dados.
Determinação do Cp (calor específico) por método comparativo
Para calcular a capacidade térmica específica, o aumento máximo de temperatura da amostra é comparado com o aumento máximo de temperatura de uma amostra de referência. Tanto a amostra desconhecida como a amostra de referência são medidas sob as mesmas condições numa única passagem com o robot de amostras. Por conseguinte, pode assumir-se que a energia do impulso laser e a sensibilidade do detetor de infravermelhos são as mesmas para ambas as medições.
Deteção de impulsos
Para melhorar a exatidão da medição de Cp, é essencial medir a energia do impulso e a sensibilidade do detetor, em vez de os assumir como constantes.
Assim, o LFA L51 atualizado oferece a opção de registar a forma do impulso, capturar a forma do impulso e efetuar uma correção de energia no ciclo de medição totalmente automático. Isto leva a uma determinação altamente precisa da capacidade térmica específica no modo de medição por comparação com um material de referência conhecido.
Software de avaliação
- Introdução automática ou manual dos dados de medição associados: por exemplo, densidade e calor específico
- Modelo universal de avaliação combinada para avaliação de dados
- Modelos especiais para amostras translúcidas ou porosas
Modelos de avaliação
- Modelo de combinação Dusza
- NOVO modelo McMasters (para amostras porosas)
- Modelos de 2/3 mudanças
- Parker
- Cowan 5 e 10
- Azumi
- Clark-Taylor
- Degiovanni
- Correção do impulso finito
- Correção da perda de calor
- Correção de base
- Modelo multi-turno
- Determinação da resistência de contacto
- Correção para amostras translúcidas
Software de medição
- Entrada de dados simples e fácil de utilizar para segmentos de temperatura, gases, etc.
- Robô de amostras controlável
- O software apresenta automaticamente os valores de medição corrigidos após o impulso de energia
- Processo de medição totalmente automático para medições com várias amostras
- Serviço ao cliente
- Modo simples para medições eficientes e rápidas
- Modo Expert para personalização máxima
- O modelo de serviço monitoriza o modo do dispositivo e fornece feedback
Aplicações
Películas finas
Nos sistemas modernos de película fina – tais como películas de polímeros, folhas metálicas, membranas e camadas funcionais – as propriedades de transporte de calor podem diferir consideravelmente das dos materiais a granel.
Especialmente para amostras de espessura micrométrica, o transporte de calor é fortemente influenciado pela espessura, anisotropia e inomogeneidades do material, tornando a caraterização exacta essencial para uma conceção térmica fiável.
O LINSEIS PLH L53 utiliza o método de aquecimento periódico por laser (PLH), uma técnica ótica e sem contacto para uma análise térmica precisa de películas finas, folhas e membranas na gama dos micrómetros.
Ao aquecer periodicamente a amostra com um laser modulado e ao analisar a resposta de temperatura resultante na gama de frequências, o PLH L53 permite a determinação fiável da condutividade térmica e da difusividade térmica sem contacto mecânico ou fixação do sensor.
Com a sua elevada sensibilidade para amostras de baixa massa e modelos de avaliação robustos, o PLH L53 é ideal para investigação, desenvolvimento de materiais e controlo de qualidade de materiais finos e apoia a gestão térmica optimizada em sistemas de materiais avançados e anisotrópicos.
Aplicação: Saphir 500 μm
A safira pertence à categoria dos materiais cerâmicos e tem um valor de referência de 13,3 mm²/s para a difusividade térmica. As nossas medições confirmam este valor de difusividade térmica com elevada precisão. Devido às suas excelentes propriedades térmicas e ópticas, a safira é frequentemente utilizada em microeletrónica para tecnologias laser e LEDs.
A curva de medição adjacente mostra a mudança de fase entre a excitação e a radiação infravermelha, bem como um tipo de amplitude da radiação infravermelha em relação à raiz quadrada da frequência angular utilizada para acionar o laser. A condutividade térmica é determinada a partir do declive da parte linear destas duas curvas.
Aplicação: Cobre 500 μm
As folhas de cobre, especialmente as de espessura tão fina como 560 μm, são frequentemente utilizadas como dissipadores de calor na indústria eletrónica. Desempenham um papel crucial na dissipação de calor em componentes electrónicos, assegurando uma distribuição eficiente do calor, o que melhora o desempenho e a longevidade dos dispositivos. As suas aplicações vão desde dispositivos do dia a dia, como smartphones e computadores portáteis, até sistemas aeroespaciais avançados. O valor de referência para esta amostra é 117 mm²/s.
A curva de medição adjacente mostra a mudança de fase entre a excitação e a radiação infravermelha, bem como uma certa amplitude da radiação infravermelha em relação à raiz quadrada da frequência angular utilizada para acionar o laser. A condutividade térmica é determinada a partir do declive da parte linear destas duas curvas.
Polímeros
Os polímeros são frequentemente utilizados nas tecnologias modernas sob a forma de películas finas, folhas e membranas – por exemplo, em eletrónica, armazenamento de energia, revestimentos e camadas funcionais.
Para um desempenho fiável, é essencial uma compreensão precisa da sua condutividade térmica e condutividade térmica, especialmente no que diz respeito à dissipação de calor, gestão térmica e estabilidade a longo prazo.
O LINSEIS PLH L53 permite a caraterização térmica precisa e sem contacto de materiais finos à base de polímeros, utilizando o método de aquecimento periódico por laser.
Esta técnica ótica é ideal para camadas de polímeros de baixa massa e de espessura micrométrica, em que os métodos convencionais baseados no contacto não podem ser utilizados.
As medições de PLH apoiam o desenvolvimento, comparação e otimização de materiais e fornecem dados termofísicos fiáveis para a conceção de polímeros orientados para a aplicação.
Aplicação: Politetrafluoroetileno (PTFE) 100 μm
Para o politetrafluoroetileno (PTFE) – uma película fina de polímero – mais conhecido como Teflon, o valor de referência para a difusividade térmica do PTFE é de 0,11 mm²/s. O teflon é utilizado como revestimento de panelas para que os alimentos não adiram à panela e esta possa ser limpa facilmente. A espessura destes revestimentos varia entre 30 μm e 150 μm.
O diagrama de medição à direita mostra a mudança de fase entre a excitação e a radiação infravermelha, bem como um tipo de amplitude da radiação infravermelha em relação à raiz quadrada da frequência angular utilizada para acionar o laser. A difusividade térmica é determinada a partir do declive da parte linear destas duas curvas.
Aplicação: Repetibilidade de PTFE 100 μm
A repetibilidade de uma medição de politetrafluoroetileno com uma espessura de 105,6 μm é excelente, ligeiramente superior a 1%. Isto confirma o método de medição e o seu elevado desempenho.
Bem informado
