LFA L51 - Onde a análise térmica encontra a inovação
O teu LINSEIS LFA L51 é um analisador de flash de luz versátil para medição de alta precisão da difusividade térmica , condutividade térmica e da capacidade térmica específica . É ideal para a análise de sólidos , pós , pastas e líquidos numa vasta gama de aplicações industriais – por exemplo, em embalagens electrónicas, permutadores de calor, isolamento térmico ou arrefecimento de reactores. Com uma vasta gama de temperaturas de -100 °C a 1250 °C o LFA L51 permite medições rápidas, sem contacto e não destrutivas, com um esforço mínimo de amostragem e elevada precisão.
O método de medição absoluta não requer calibração e está em conformidade com as normas internacionais, tais como ASTM E-1461 , DIN EN 821-2 e DIN 30905 . O sistema está equipado com detectores InSb ou MCT intercambiáveis (arrefecidos por LN₂ ou Peltier) e pode, opcionalmente, ser operado com um reabastecimento automático de LN₂. A operação sob vácuo ou numa atmosfera de gás inerte é possível graças a um sistema opcional de dosagem de gás – para máxima flexibilidade na análise térmica moderna.
Caraterísticas únicas
Melhorias no software
- Novo software LINSEIS LiEAP: A nossa plataforma de software completamente nova está agora ainda mais centrada nas necessidades dos nossos clientes, para que estejas sempre informado sobre o estado atual e recebas apoio, se necessário.
- Actualizações automáticas e novas funções: O nosso software recebe regularmente actualizações automáticas que não só melhoram a segurança, como também fornecem continuamente novas funções.
- Lex Bus Plug & Play: A nossa mais recente interface de hardware Lex Bus revoluciona a comunicação de dados nos nossos sistemas. O Lex Bus permite a integração perfeita e eficiente de novas ferramentas de hardware e software.
- Controlo de forno melhorado: O nosso novo e melhorado controlo de forno oferece um controlo de temperatura mais preciso, resultando em melhores resultados de medição e maior rendimento devido a uma melhor sequência de temperatura de acordo com os seus desejos e requisitos.
- Manutenção preventiva e deteção de problemas: Ao utilizar componentes e acessórios inteligentes, a nossa abordagem de manutenção preventiva detecta problemas e sinais de desgaste antes que estes possam causar danos e mantém o seu aparelho nas melhores condições.
Novo sistema de orientação da luz melhorado
Traz mais energia para a amostra e alarga os limites. O novo sistema de orientação da luz alarga significativamente a gama de medição, maximizando a energia que chega à amostra, fornecendo sinais até três vezes mais fortes. Isto é particularmente evidente em amostras com menor condutividade térmica ou maior espessura, que podem ser medidas com maior facilidade e precisão.
Ligação do Laboratório Linseis
Com o Linseis Lab Link, oferecemos uma solução integrada para 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 análises precisas e trabalho de investigação, bem como um fluxo de processo suave.
Melhorias na conceção
O novo design do dispositivo caracteriza-se por uma elegante caixa de alumínio que é simultaneamente robusta e esteticamente agradável. A barra de estado LED proporciona uma visualização fácil de utilizar de informações importantes. Um painel tátil permite uma operação intuitiva e contribui para uma experiência de utilização moderna que combina comodidade e funcionalidade. O novo design do aparelho dá ênfase à operação ergonómica.
Atualização do PLH
Os aparelhos L51 LFA podem ser actualizados com a opção PLH (aquecimento periódico por laser). Esta solução 2 em 1 patenteada oferece duas técnicas de medição num único dispositivo, maximiza a gama de aplicações e permite a análise de amostras com uma espessura de µm a mm.
A tecnologia PLH foi especialmente desenvolvida e optimizada para caraterizar amostras de película fina com uma precisão sem paralelo. Abrange uma gama de medição de espessuras de amostras de 10 μm a 500 μm e uma gama de condutividade térmica de 0,01 a 2000 mm²/s.
A opção PLH L53 é adequada para uma vasta gama de materiais e, por conseguinte, para as seguintes aplicações:
- Materiais de distribuição de calor, tais como folhas de grafite e folhas finas de cobre,
- Semicondutores com propriedades térmicas complexas,
- Metais que requerem medições de difusão precisas,
- Cerâmicas e polímeros utilizados em sistemas de materiais avançados.
Análise da anisotropia e da inomogeneidade
Com as suas funções avançadas de mapeamento, o sistema PLH permite a medição espacialmente resolvida da condutividade térmica de uma amostra. Esta caraterística é particularmente valiosa para identificar anisotropias (diferenças direcionais no comportamento térmico) e inomogeneidades (inconsistências materiais). Ao analisar várias áreas, os utilizadores obtêm uma compreensão abrangente das propriedades térmicas das películas finas, garantindo um desempenho optimizado do material para aplicações exigentes.
Aplicações e foco na indústria
As aplicações típicas incluem a análise de películas e membranas independentes, que estão a tornar-se cada vez mais importantes nas indústrias das baterias e do hidrogénio. A capacidade de medir com precisão as propriedades de transferência de calor destes materiais é fundamental para melhorar a eficiência energética, a gestão térmica e o desempenho geral do sistema.
Vê as caraterísticas mais importantes num relance
- Análise de anisotropia: Combina perfeitamente as medições no plano transversal e no plano.
- Compatibilidade versátil de materiais: Adequado para semicondutores, metais, cerâmicas e polímeros.
- Capacidade de mapeamento: Permite uma análise espacial precisa de anisotropias e inomogeneidades na amostra.
- Elevada precisão de medição: Cobre uma vasta gama de espessuras de amostras e valores de condutividade térmica.
Destaques
Ampla gama de temperaturas:
-100°C a 1250°C
Elevada precisão de medição
e repetibilidade
Design modular para
personalização flexível
Tempos de medição mais rápidos graças à tecnologia
laser/light flash
Software de fácil utilização
para uma análise de dados abrangente
Adequado para sólidos,
camadas e líquidos
Caraterísticas principais
Nova eletrónica
- Eletrónica do amplificador melhorada: A eletrónica melhorada melhora a relação sinal/ruído (SNR) e a resolução de 16 bits e assegura medições precisas e reprodutíveis para amostras finas ou condutoras.
- Maior taxa de aquisição de dados: Uma taxa de aquisição de 2,5 MHz permite a análise precisa de materiais finos e de condução rápida e capta dados detalhados num curto espaço de tempo.
- Comunicação melhorada: Os dispositivos Linseis podem ser operados via USB ou Ethernet como dispositivos individuais ou numa rede maior.
Forno de baixa temperatura optimizado
O recém-introduzido forno de baixa temperatura optimizado para o sinal assegura medições sem gradientes e altamente precisas a temperaturas mais baixas e a uma velocidade mais elevada para um maior rendimento.
Zona de aquecimento sem gradiente
O controlo da temperatura do forno é optimizado por uma zona de aquecimento sem gradientes. Este design assegura que toda a amostra é aquecida uniformemente, resultando numa reprodutibilidade de medição melhorada, o que é crucial para resultados precisos de condutividade térmica.
Detetor arrefecido por Peltier
Estão disponíveis duas opções de arrefecimento para os detectores de IV: uma versão arrefecida com azoto líquido e uma alternativa arrefecida por termoeléctrica (Peltier). Embora o detetor arrefecido por Peltier tenha uma relação sinal/ruído ligeiramente inferior, a sua elevada adequação prática é impressionante. É a escolha ideal, especialmente em ambientes sem acesso a nitrogénio líquido, por exemplo, em áreas protegidas, como caixas de luvas.
Eletrónica externa para ambientes controlados
O LFA pode ser integrado com eletrónica externa para utilização em caixas de luvas ou células quentes, permitindo a sua utilização em ambientes controlados onde possam estar presentes materiais sensíveis ou condições perigosas.
Iluminação completa da amostra
O LFA L51 assegura a iluminação completa de amostras com um diâmetro até 25,4 mm, evitando assim um gradiente de temperatura radial na amostra. Isto leva a uma melhor reprodutibilidade e a resultados mais consistentes numa vasta gama de tamanhos de amostras.
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Especificações
Gama de temperaturas: -100 °C a 1250 °C
Condutividade térmica: 0,1 a 4000 W/(m-K)
Precisão da difusividade térmica: ±2,4 %.
Descobre o nosso poderoso LFA – desenvolvido para análises de condutividade térmica rápidas e fiáveis:
- Fonte de flash: Flash de luz controlado por software (15 J/pulso, 50-2000 µs de largura de pulso)
- Opções de detetor: InSb ou MCT (arrefecido por LN₂ ou Peltier)
- Capacidade de vácuo: Até 10-⁵ mbar
- Manuseamento flexível de amostras: sólidos, pós, pastas, laminados, películas finas
- Aquisição de dados a alta velocidade: 2,5 MHz
Método
Análise do flash de luz
O método do flash de luz (LFA) é uma técnica rápida e sem contacto para determinar a difusividade térmica , calor específico e condutividade térmica de sólidos, pós e pastas. Um curto impulso de energia aquece a parte de trás da amostra e o aumento de temperatura resultante na parte da frente é registado ao longo do tempo utilizando um detetor de infravermelhos de alta velocidade.
A curva de aumento de temperatura indica a rapidez com que o calor se espalha através da amostra. A difusividade térmica é calculada a partir destes dados. Se o calor específico e a densidade do material forem conhecidos, a condutividade térmica também pode ser determinada.
O LFA é um método não destrutivo e de alta precisão utilizado na investigação de materiais. investigação de materiais , eletrónica , aeroespacial e em aplicações energéticas é amplamente utilizado. As principais vantagens incluem tempos de medição curtos, preparação mínima da amostra e a capacidade de analisar uma vasta gama de materiais – tudo com elevada repetibilidade e sob atmosferas controladas.
Princípio de medição
Numa medição LFA, a amostra é aquecida a uma temperatura definida num forno ou num micro-aquecedor. Um impulso de luz programável – normalmente gerado por um laser ou uma lâmpada de xénon – é dirigido para a parte inferior da amostra. Isto provoca um aquecimento imediato do lado oposto, o que leva a um aumento da temperatura na superfície.
Esta mudança de temperatura é registada em função do tempo utilizando um detetor de IV sensível. A difusividade térmica é calculada a partir da curva temperatura-tempo resultante, com base na meia-vida do aumento de temperatura e na espessura da amostra. Com conhecimento adicional do calor específico e da densidade, a condutividade térmica pode ser derivada.
Este método fornece resultados exactos com tempos de medição curtos, suporta uma vasta gama de temperaturas e permite medições em vácuo ou em atmosferas gasosas controladas.
Variáveis medidas
- Difusividade térmica (α [mm²/s])
- Capacidade térmica específica (Cp [J/g-K])
- Condutividade térmica (λ [W/m-K]) (calculada através de α – Cp – ρ)
- Propriedades térmicas dependentes da temperatura
- Dados de repetibilidade e precisão
Métodos e funções suportados
- Medição múltipla (até 18 amostras)
- Análise de película fina (com módulo PLH)
- Medições isotérmicas e dependentes da temperatura
- Análise de materiais anisotrópicos
- Medição de pós, pastas, sólidos e laminados
- Medição em atmosferas controladas (inertes, redutoras, oxidantes)
- Medições de vácuo (até 10-⁵ mbar)
- Aquisição de dados a alta velocidade para eventos térmicos rápidos
Uma vantagem inicial com a LFA L51 - soluções flexíveis para todos os desafios térmicos
PLH L53 - Aquecimento periódico a laser
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LFA L51 revelado - caraterísticas, melhorias e perguntas frequentes
Conceito de medição
A amostra é posicionada num robot de amostras rodeado por um forno (LFA L51 LT/500/1000) ou num dos cinco elementos de microaquecimento localizados numa plataforma linear móvel (LFA L51 1250). Para a medição, o forno é mantido a uma temperatura predefinida e um impulso de energia programável é irradiado para a parte de trás da amostra, provocando o aumento da temperatura na superfície da amostra. Este aumento de temperatura resultante na superfície da amostra é medido com um detetor de infravermelhos (IV) de alta velocidade altamente sensível. Tanto a condutividade térmica como o calor específico podem ser determinados a partir dos dados de temperatura-tempo. Se a densidade (ρ) for conhecida, a condutividade térmica pode ser calculada da seguinte forma:
Controlo de visão
Princípio de medição
Com um sistema de flash, a qualidade do sinal depende da quantidade de radiação da amostra que atinge a superfície do detetor de infravermelhos. Normalmente, a área ativa do detetor é limitada (por exemplo, 2 x 2 mm²) em comparação com o diâmetro da amostra (3 mm a 25,4 mm). Por esta razão, é utilizada uma disposição optimizada do detetor de IV, da lente e da amostra para melhorar a superfície da amostra fotografada. O ponto de medição na amostra deve ser tão grande quanto possível, mas não deve sobressair para além da amostra. Exceder o ponto pode levar a artefactos de medição ou a ruído adicional no sinal. O controlo de imagem garante a melhor qualidade de sinal para todos os tamanhos de amostra. A otimização assegura uma excelente qualidade de sinal para amostras grandes e pequenas.
Controlo de visão
A opção “Vision Control” assegura um ponto de deteção perfeito para diferentes geometrias de amostras. Isto permite o ajuste perfeito para obter uma imagem ideal e nítida da superfície da amostra na área ativa do sensor.
*Não está disponível em todas as configurações e países.
Forno de infravermelhos ou microaquecedor de alta velocidade para um rendimento de amostras sem igual
O dispositivo LFA 51 pode ser equipado com um forno de infravermelhos de alta velocidade (LFA L51 500/1000), um elemento de microaquecimento avançado (LFA L51 1250) ou um forno de resistência de baixa temperatura (LFA L51 LT), permitindo taxas de aquecimento e arrefecimento excecionalmente rápidas. Este ajuste rápido da temperatura minimiza o tempo de inatividade, poupa tempo valioso e permite uma elevada produção de amostras para aumentar a produtividade do laboratório. Com esta tecnologia, podem ser analisadas várias amostras num curto espaço de tempo, o que é particularmente vantajoso para aplicações de tempo crítico. A tecnologia de infravermelhos e de microaquecimento também assegura um controlo preciso e uniforme da temperatura e fornece resultados de medição fiáveis e precisos.
Porque o tempo é importante
Comparação do tempo até ser atingida a estabilidade da temperatura.
Um forno de microaquecimento por infravermelhos rápido atinge a temperatura definida muito mais rapidamente e proporciona uma excelente estabilidade isotérmica da temperatura.
A comparação do arrefecimento do forno de infravermelhos, do microelemento de aquecimento e do elemento de aquecimento por resistência MoSi mostra claramente a vantagem de tempos de arrefecimento curtos. Isto permite várias medições em rápida sucessão e melhora o rendimento da amostra. O forno IR arrefece de 1000 °C para 30 °C em 105 minutos, enquanto o elemento de microaquecimento necessita apenas de cerca de 26,5 minutos. Mesmo quando arrefece até 1250 °C, mantém-se abaixo dos 30 minutos. O elemento de aquecimento MoSi utilizado para comparação arrefece de 1560 °C para 19 °C em cerca de 147 minutos.
Fornos LFA L51
LFA L51 500
Este modelo oferece medições económicas de condutividade térmica, difusividade e calor específico para um máximo de 6 amostras, com uma gama de temperaturas de RT a 500 °C e deteção rápida de IV para análises precisas. Isto torna-o ideal para aplicações com polímeros ou materiais de baixo ponto de fusão.
LFA L51 1000
Um dispositivo modular para medições de difusividade térmica e condutividade térmica que suporta temperaturas de RT a 1000 °C, está optimizado para ciclos de medição rápidos e elevada flexibilidade e é perfeitamente adequado para a análise de cerâmicas e metais.
LFA L51 1250
Fornece medições precisas a temperaturas até 1250 °C com aquecimento e arrefecimento rápidos e é, por isso, adequado para aplicações de análise térmica com cerâmicas e metais.
LFA L51 LT
A versão de baixa temperatura fornece medições precisas de
-100 °C a 500 °C para várias aplicações na gama de baixas temperaturas.
Suportes de amostras
Diferentes tipos de suportes de amostras permitem a medição de uma vasta gama de dimensões de amostras de 3 a 25,4 mm em forma sólida, líquida, em pó ou em pasta. Também estão disponíveis suportes de amostras para materiais de mudança de fase. O robot de amostras Linseis pode medir até 6 amostras em simultâneo, sendo possível medir até 18 amostras a pedido. Grafite, SiC, óxido de alumínio ou vários metais estão disponíveis como materiais para os suportes de amostras.
Transportador de amostras
Suporte de amostras
Seleção do modelo
Seleção de modelos suportados
O software permite a seleção de diferentes modelos de avaliação. Para ajudar o utilizador no processo de seleção, a precisão do ajuste de todos os modelos pode ser facilmente visualizada para garantir a facilidade de utilização e a máxima precisão.
Os dados empíricos dos clientes e dos laboratórios de aplicação da Linseis em todo o mundo mostram que o modelo combinado de Dusza é o mais universalmente aplicável e geralmente fornece a melhor concordância entre os dados de medição e o modelo numa ampla gama de materiais.
Modelo combinado de Dusza – Solução combinada única para a correção simultânea de perdas de calor e impulsos finitos utilizando o método do flash laser
O modelo combinado universal, baseado no método comprovado de Dusza, permite uma avaliação fiável dos dados de flash laser, corrigindo simultaneamente a perda de calor, impulsos finitos e condições não adiabáticas. Graças à estimativa não linear dos parâmetros, não é necessária a seleção manual do modelo, o que poupa tempo e evita erros do utilizador. O método foi testado em mais de 100 amostras e fornece consistentemente resultados exactos da mais alta qualidade. O exemplo com uma amostra de Inconel mostra claramente que o modelo combinado oferece o melhor ajuste e a maior precisão em comparação com as abordagens convencionais.
Modelo de combinação modificado / modelo especial para amostras translúcidas
Como mostra o diagrama, o aumento de temperatura causado pelo impulso de energia induzido leva a um aumento imediato do sinal do detetor para amostras translúcidas. Este sinal inicial deve ser tido em conta e corrigido, uma vez que distorce o resultado da medição para uma difusividade térmica aparentemente mais elevada. Até agora, os modelos existentes não conseguiam explicar suficientemente bem este fenómeno de aumento instantâneo da temperatura. O nosso modelo combinado único permite a correção dos dados da amostra e fornece um ajuste personalizado, conduzindo a resultados de medição significativamente melhorados.
Modelo McMasters para amostras porosas
O modelo McMasters é uma ferramenta especial desenvolvida para analisar de forma precisa e flexível a transferência de calor em materiais porosos.
Caraterísticas principais:
- Modelo unidimensional de transferência de calor para análises precisas.
- Contém a profundidade de penetração finita do impulso inicial como um parâmetro de ajuste importante.
- Tem em conta as perdas de calor na parte da frente e de trás da amostra.
Este modelo avançado, baseado no trabalho de McMasters et al*, garante resultados fiáveis e detalhados e
é, portanto, uma opção indispensável para análises térmicas complexas.
* McMasters, Robert L. et al. “Accounting for Penetration of Laser Heating in Flash Thermal Diffusivity Experiments”. ASME. J.
Transferência de calor (1999): 121(1): 15-21.
Quanto custa um LFA L51?
O preço de um sistema LFA L51 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 tua aplicação, os custos podem variar consideravelmente.
Para obter um orçamento exato, utiliza o nosso formulário de contacto para nos informares das tuas necessidades – teremos todo o gosto em fornecer-te um orçamento personalizado.
Quanto tempo demora a entrega de um LFA L51?
O prazo de entrega de um LFA L51 depende em grande parte das opções selecionadas e da configuração pretendida. Funções adicionais, tais como gamas de temperatura alargadas, detectores especiais, automatização ou personalizações especiais podem aumentar o esforço de produção e preparação e, consequentemente, prolongar o prazo de entrega.
Contacta-nos através do nosso formulário de contacto para receberes uma estimativa precisa do prazo de entrega com base nas tuas necessidades individuais.
Software
Tornar os valores visíveis e comparáveis
Software LiEAP COMPLETAMENTE NOVO
O software LiEAP recentemente desenvolvido inclui uma função de assistência baseada em IA que minimiza os erros de funcionamento 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 termopar, 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
Determinação do calor específico (Cp) por método comparativo
Para calcular a capacidade térmica específica, compara o aumento máximo de temperatura da amostra 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, reconhecer 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 relevantes: como a densidade e o 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 da linha 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
- Sequência de medição totalmente automática para medições com várias amostras
- Apoio 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
Cerâmica e vidro
O vidro e a cerâmica são materiais indispensáveis tanto nas aplicações tradicionais como nas de alta tecnologia. Desde artigos domésticos a componentes sofisticados em eletrónica, aeroespacial e tecnologia médica, as suas propriedades mecânicas, térmicas e químicas únicas permitem-lhes ser utilizados numa vasta gama de aplicações em condições exigentes.
Os métodos de análise térmica desempenham um papel crucial no desenvolvimento de materiais e na otimização de processos. Fornecem informações precisas sobre a condutividade térmica, a capacidade de calor, a expansão térmica e o comportamento de sinterização. Isto permite aos fabricantes otimizar a composição, melhorar a eficiência energética e garantir o desempenho do produto para uma vasta gama de materiais de vidro e cerâmica – incluindo cerâmicas técnicas, superfícies inteligentes e compósitos reforçados com fibras.
Exemplo de aplicação: Condutividade térmica, difusividade térmica e capacidade térmica específica da vitrocerâmica
BCR 724, uma cerâmica de vidro padrão, foi medida com o LFA L51 500 / 1000. Para este efeito, um pequeno disco com uma espessura de 1 mm e um diâmetro de 25,4 mm foi cortado de uma folha do material a granel e revestido com grafite para a medição. O LFA L51 fornece a difusividade térmica como uma função direta da temperatura. Os dados Cp foram determinados comparativamente através da medição de um padrão cerâmico conhecido sob as mesmas condições numa segunda posição de amostra do mesmo suporte de amostra. A partir daí, a condutividade térmica foi calculada a partir do produto da densidade, do calor específico e da difusividade térmica. O resultado mostra uma ligeira diminuição da difusividade térmica e da condutividade térmica, enquanto o valor Cp aumenta com o aumento da temperatura.
Exemplo de aplicação: Condutividade térmica da cerâmica de vidro
Para verificar a reprodutibilidade dos valores de condutividade térmica, mediu-se com o LFA L51 1250 o piroceram, um vidro cerâmico da marca Corning, utilizado como material padrão em várias aplicações. No total, foram efectuadas 18 medições com 18 amostras cortadas de um bloco. Cada amostra foi medida separadamente e o resultado mostra uma dispersão na gama de +/- 1 % numa gama de temperaturas até 1160 °C.
Investigação, desenvolvimento e académico
Os novos materiais desempenham um papel decisivo nas inovações tecnológicas – desde materiais compósitos leves na indústria aeroespacial até cerâmicas e semicondutores de alto desempenho. O seu desenvolvimento requer um conhecimento detalhado das propriedades termofísicas, como a difusividade térmica, a condutividade térmica e a capacidade térmica específica.
Os sistemas LFA da LINSEIS permitem a medição rápida, não destrutiva e precisa destes importantes parâmetros. Isto torna-os ferramentas indispensáveis na investigação e desenvolvimento de materiais, especialmente para polímeros, cerâmicas, materiais híbridos e ligas de alta temperatura. Com dados precisos de LFA, os investigadores podem otimizar o fluxo de calor, melhorar o desempenho sob tensão térmica e apoiar o desenvolvimento de materiais mais seguros, mais eficientes e mais sustentáveis.
Exemplo de aplicação: Condutividade térmica da grafite
Uma amostra de grafite foi analisada com o LFA L51. A condutividade térmica foi determinada diretamente a várias temperaturas entre RT e 1000 °C. A capacidade térmica específica foi determinada utilizando um padrão de grafite conhecido numa segunda posição da amostra como referência na mesma medição. O produto da difusividade, do calor específico e da densidade dá a condutividade térmica correspondente. O resultado mostra uma condutividade térmica tipicamente linearmente decrescente e uma difusividade térmica que mostra um patamar acima de 500 °C. O Cp aumenta com o aumento da temperatura. O Cp aumenta ligeiramente com o aumento da temperatura.
Polímeros
Os polímeros são utilizados em inúmeras aplicações – desde embalagens e peças para automóveis até dispositivos aeroespaciais e médicos. Para garantir um desempenho fiável, é essencial compreender a sua condutividade térmica, calor específico e difusividade térmica, especialmente quando se trata de isolamento térmico, comportamento de arrefecimento ou resistência ao envelhecimento.
Os sistemas LFA da LINSEIS permitem uma análise precisa e não destrutiva destas importantes propriedades para todos os tipos de polímeros – incluindo termoplásticos, termoendurecíveis e elastómeros. Quer seja para desenvolvimento de produtos, controlo de qualidade ou comparação de materiais, as medições LFA ajudam a otimizar as condições de processamento e apoiam a seleção do material certo para cada aplicação.
Exemplo de aplicação: Condutividade térmica de polímeros
O PTFE é um material versátil que é amplamente utilizado em indústrias como a de processamento químico e petroquímica para aplicações como revestimentos de tanques, vedações, juntas e anilhas devido à sua inércia química e resistência à corrosão. Neste estudo, uma amostra de PTFE foi medida com o LFA L51 500 até 150 °C numa atmosfera inerte. A condutividade térmica foi derivada do calor específico e dos dados de mudança de densidade registados com um dilatómetro e DSC. A condutividade térmica permanece estável ao longo de toda a gama de temperaturas, com exceção da gama em torno dos 30 °C, na qual ocorre uma transição de fase do estado sólido para o estado gasoso.
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