LFA L52 - Donde la precisión redefine la conductividad térmica
El LINSEIS LFA L52 es un potente analizador de flash láser diseñado para la determinación precisa de la difusividad térmica, conductividad térmica y calor específico en una gama excepcionalmente amplia de aplicaciones. El sistema admite la medición simultánea de hasta 3, 6 ó 18 muestras, lo que permite un alto rendimiento en investigación, desarrollo y control de calidad. Gracias a su concepto de horno modular, el LFA L52 cubre una gama de temperaturas sin igual de -125 °C a 2800 °C, lo que lo hace adecuado para sólidos, polvos, pastas y líquidos utilizados en industrias como la aeroespacial, cerámica, metalúrgica, almacenamiento de energía y electrónica de alto rendimiento.
Como método de medición absoluto, la tecnología de destello láser no requiere normas de calibración y cumple normas internacionales como ASTM E-1461 y DIN EN 821-2. El LFA L52 puede equiparse con detectores intercambiables por el usuario y ofrece un funcionamiento opcional en vacío y con gas inerte para controlar al máximo las condiciones de medición. Dispone de una plataforma giratoria para un segundo horno que reduce el tiempo de inactividad y permite la transición ininterrumpida entre rangos de temperatura. Con mediciones rápidas y sin contacto, una preparación mínima de la muestra y una precisión extraordinaria, el LFA L52 establece nuevos estándares para la caracterización avanzada de materiales termofísicos.
Características únicas
Mejoras del software
- Nueva plataforma de software LINSEIS LiEAP
Un entorno de software completamente rediseñado que se centra en la facilidad de uso, el procesamiento eficaz de los datos y la optimización de los flujos de trabajo. Los conjuntos de herramientas personalizadas apoyan el análisis termofísico con una configuración más rápida, una navegación más clara y un mejor control del proceso. - Actualizaciones automáticas y mejoras continuas de las funciones
Las actualizaciones automáticas periódicas garantizan que los usuarios se beneficien siempre de las últimas funciones, mejoras de estabilidad y actualizaciones de seguridad, sin tiempo de inactividad ni instalación manual. - Integración Plug & Play Lex Bus
La moderna interfaz de hardware Lex Bus permite una comunicación perfecta entre el láser, el detector, el horno y la electrónica. Se pueden añadir fácilmente nuevos módulos de hardware, lo que garantiza la escalabilidad del sistema a largo plazo. - Herramientas de adquisición de datos de alta velocidad
La compatibilidad total con la adquisición de datos ultrarrápida de 2,5 MHz del L52 proporciona un mejor disparo de impulsos, ajuste de curvas y evaluación de la difusión, lo que resulta ideal para muestras finas, materiales altamente conductores y procesos rápidos de transferencia de calor.
Enlace al laboratorio Linseis
Con Linseis Lab Link, ofrecemos una solución integrada para eliminar las incertidumbres en los resultados de las mediciones. Con el acceso directo a nuestros expertos en aplicaciones a través del software, recibirás asesoramiento sobre el procedimiento de medición correcto y cómo analizar los resultados. Esta comunicación directa garantiza unos resultados óptimos y maximiza la eficacia de tus mediciones para realizar análisis e investigaciones precisas, así como un flujo de procesos fluido.
Mejoras de diseño
El nuevo diseño del aparato se caracteriza por una carcasa de aluminio delgada y robusta que combina la solidez mecánica con una estética moderna. Una barra de estado LED integrada proporciona una visualización clara y de un vistazo de las condiciones de funcionamiento, mientras que el panel táctil permite un manejo intuitivo y optimizado. El diseño general enfatiza el manejo ergonómico y una experiencia de usuario contemporánea que mejora tanto la comodidad como la funcionalidad.
Herramientas de adquisición de datos de alta velocidad
El soporte completo de la adquisición de datos ultrarrápida de 2,5 MHz del L52 permite una adquisición excepcionalmente precisa del pulso láser y de la respuesta de temperatura resultante. La alta densidad de muestreo mejora el disparo del pulso, el ajuste de curvas, la supresión del ruido y la precisión del cálculo del coeficiente de difusión en todo el intervalo de tiempo. Esta capacidad de alta velocidad es especialmente ventajosa para muestras finas, materiales con una conductividad térmica muy alta, estructuras multicapa o cualquier aplicación que implique una rápida transferencia de calor, donde las velocidades de adquisición convencionales no bastarían para resolver el transitorio térmico con suficiente claridad.
Mejora PLH
Los dispositivos LFA L52 pueden actualizarse con la opción PLH (Calentamiento Láser Periódico). Esta solución 2 en 1 patentada ofrece dos técnicas de medición en un solo aparato, maximiza el campo de aplicación y permite analizar muestras con un grosor de µm a mm.
La tecnología PLH se ha desarrollado y optimizado especialmente para caracterizar muestras de película fina con una precisión sin igual. Cubre un rango de medición de espesores de muestra de 10 μm a 500 μm y un rango de conductividad térmica de 0,01 a 2000 mm²/s.
La opción PLH L53 puede procesar una amplia gama de materiales y, por tanto, es adecuada para:
- Materiales de distribución del calor, como láminas de grafito y láminas finas de cobre,
- Semiconductores con propiedades térmicas complejas,
- Metales que requieren mediciones precisas de la difusión,
- Cerámicas y polímeros utilizados en sistemas de materiales avanzados.
Análisis de anisotropía e inhomogeneidad
Con sus funciones avanzadas de mapeo, el sistema PLH permite medir la conductividad térmica de una muestra de forma espacialmente resuelta. Esta función es especialmente valiosa para identificar anisotropías (diferencias direccionales en el comportamiento térmico) e inhomogeneidades (inconsistencias del material). Al escanear varias zonas, los usuarios obtienen un conocimiento exhaustivo de las propiedades térmicas de las películas finas, lo que garantiza un rendimiento optimizado del material para aplicaciones exigentes.
Aplicaciones y enfoque industrial
Las aplicaciones típicas incluyen el análisis de películas y membranas independientes, cada vez más importantes en las industrias de las baterías y el hidrógeno. La capacidad de medir con precisión las propiedades de transferencia de calor de estos materiales es fundamental para mejorar la eficiencia energética, la gestión térmica y el rendimiento general del sistema.
Características principales
- Análisis de anisotropía: Combina a la perfección las mediciones en el plano transversal y en el plano interior.
- Compatibilidad versátil con materiales: apto para semiconductores, metales, cerámica y polímeros.
- Capacidad cartográfica: Permite un análisis espacial preciso de las anisotropías e inhomogeneidades dentro de la muestra.
- Gran precisión de medición: cubre una amplia gama de espesores de muestra y valores de conductividad térmica.
Destacados
Amplio rango de temperaturas: -125°C a 2800°C
Alta precisión y repetibilidad de las mediciones
Diseño modular para una personalización flexible
Tiempos de medición rápidos gracias a la tecnología avanzada
Software fácil de usar para un análisis exhaustivo de los datos
Compatibilidad con diversas geometrías y materiales de muestra
Características principales
Nueva electrónica
- Electrónica mejorada del detector y el amplificador
Una relación señal/ruido mejorada y un rango dinámico más amplio garantizan señales limpias y de alta resolución, incluso con muestras finas o muy conductoras. - Adquisición de datos a alta velocidad de 2,5 MHz
El muestreo ultrarrápido capta los transitorios térmicos rápidos con mayor precisión, mejorando la detección de impulsos y la evaluación de la difusión. - Control estabilizado de la corriente láser
La nueva electrónica del excitador proporciona impulsos láser muy consistentes con energía ajustable y, por tanto, mejora la reproducibilidad en todos los rangos de temperatura.
El mayor rango de temperatura de su clase
Cubre una gama de -125 °C a 2800 °C con opciones de hornos modulares, lo que permite aplicaciones desde criogenia hasta materiales a temperatura ultraalta.
Función de muestras múltiples (3, 6 ó 18 muestras)
Al analizar varias muestras simultáneamente en condiciones idénticas de temperatura, atmósfera y pulso láser, el LFA L52 aumenta significativamente el rendimiento de los flujos de trabajo de I+D y CC. Se pueden procesar series enteras de materiales, lotes de producción o estudios comparativos en una sola pasada con una intervención mínima del operador, mientras que el entorno de ensayo uniforme garantiza resultados directamente comparables con una alta fiabilidad estadística en todas las posiciones.
Sistema flexible de soporte de muestras
El sistema flexible de portamuestras de la LFA L52 es adecuado para diversas formas de materiales, como sólidos, polvos, pastas, líquidos, películas finas, cerámicas, metales, refractarios y materiales a temperatura ultraalta (UHTC). Las geometrías y materiales intercambiables de los soportes garantizan un contacto térmico óptimo, unas condiciones de contorno controladas y una pérdida de calor mínima para cada tipo de muestra. Esta versatilidad permite a los usuarios caracterizar desde materiales aislantes de baja densidad hasta densas cerámicas de ingeniería y aleaciones metálicas en la misma plataforma, lo que hace que el LFA L52 sea adecuado para prácticamente cualquier flujo de trabajo de análisis termofísico.
Iluminación completa de la muestra
El LFA L52 proporciona una iluminación completa y uniforme de muestras de hasta 25,4 mm de diámetro y garantiza que el pulso láser penetre en toda la superficie de la muestra sin crear gradientes radiales de temperatura. Este calentamiento homogéneo permite una mayor reproducibilidad, una mejor calidad de los datos y unos resultados de medición coherentes en diferentes materiales, grosores y geometrías.
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Especificaciones
Rango de temperatura: de -125 °C a 2800 °C
Láser Nd:YAG de alta energía: hasta 25 J/impulso
Vacío y atmósferas controladas: hasta 10-⁵ mbar
Descubre nuestro potente LFA L52, desarrollado para análisis termofísicos rápidos y fiables:
- Opciones de detectores: Detectores InSb o MCT, disponibles con refrigeración LN₂ o Peltier
- Control de la atmósfera: ambientes inertes, reductores u oxidantes; capacidad de vacío de hasta 10-⁵ mbar
- Manipulación de muestras: Compatible con sólidos, polvos, pastas, líquidos, laminados y películas finas
- Registro de impulsos láser: adquisición ultrarrápida de datos a 2,5 MHz para un análisis preciso de transitorios
- Configuración del horno: Plato giratorio doble opcional para procesos de trabajo continuos con alto rendimiento
Método
Análisis del destello láser
El método del destello de luz (LFA ) es una técnica rápida y sin contacto para determinar la difusividad térmicael calor específico y la conductividad térmica de sólidos, polvos y pastas. Un breve pulso de energía calienta la parte posterior de la muestra, y el aumento de temperatura resultante en la parte frontal se registra a lo largo del tiempo mediante un detector de infrarrojos de alta velocidad.
La curva de aumento de temperatura refleja la rapidez con que el calor se propaga a través de la muestra. A partir de estos datos se calcula la difusividad térmica. Si se conocen el calor específico y la densidad del material, también se puede determinar la conductividad térmica.
El AGL es un método no destructivo y muy preciso que se utiliza en investigación de materiales, electrónica, aeroespacial y aplicaciones energéticas se utiliza ampliamente. Entre sus principales ventajas se encuentran los breves tiempos de medición, la preparación mínima de las muestras y la posibilidad de probar una amplia gama de materiales, todo ello con una elevada repetibilidad y en condiciones atmosféricas controladas.
Principio de medición
En una medición LFA, la muestra se lleva a una temperatura definida en un horno y, a continuación, se expone a un breve pulso láser de alta energía en su cara posterior. La energía absorbida genera un aumento inmediato de la temperatura, que se propaga por el grosor de la muestra y se produce en la parte delantera.
Este cambio de temperatura se registra a lo largo del tiempo mediante un detector infrarrojo rápido. La difusividad térmica se calcula a partir de la curva temperatura-tiempo resultante, utilizando el grosor de la muestra y la semivida característica del aumento de temperatura. Con el conocimiento adicional del calor específico y la densidad, también se puede determinar la conductividad térmica.
El método ofrece resultados precisos en tiempos de medición cortos, sólo requiere una geometría de muestra sencilla y admite mediciones al vacío o en atmósferas de gas controladas.
Variables medidas
- Difusividad térmica (α [mm²/s])
- Capacidad calorífica específica (Cp [J/g-K])
- Conductividad térmica (λ [W/m-K]) (calculada mediante α – Cp – ρ)
- Propiedades térmicas dependientes de la temperatura
- Datos de repetibilidad y precisión
Métodos y funciones compatibles
- Medición múltiple (hasta 18 muestras)
- Análisis de láminas delgadas (con módulo PLH)
- Mediciones isotérmicas y en función de la temperatura
- Análisis de materiales anisótropos
- Medición de polvos, pastas, sólidos y laminados
- Medición en atmósferas controladas (inerte, reductora, oxidante)
- Mediciones de vacío (hasta 10-⁵ mbar)
- Adquisición de datos a alta velocidad para eventos térmicos rápidos
Una ventaja con el LFA L52: soluciones potentes para el análisis termofísico avanzado
LFA L52 Nuclear
PLH L53 - Calen-
tamiento
periódico por
láser
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Presentación del LFA L52: cómo funciona, dónde se utiliza, qué ofrece
Concepto de medida
La muestra se coloca en un portamuestras, situado en un horno que mantiene una temperatura de medición definida. Se aplica un impulso de energía programable a la parte posterior de la muestra, lo que provoca un aumento temporal de la temperatura en la parte frontal. Esta respuesta de temperatura es detectada por un detector de infrarrojos (IR) rápido y muy sensible. A partir de la curva temperatura-tiempo resultante, se pueden determinar tanto la difusividad térmica como el calor específico. Si se conoce la densidad del material (ρ), se puede calcular la conductividad térmica mediante la siguiente fórmula:
Hornos LFA L52
LFA L52 1250/1600
El modelo estándar está diseñado para metales y cerámicas y es ideal para aplicaciones que requieren un alto rendimiento de muestras. Permite la medición simultánea de 3, 6 ó 18 muestras y admite diámetros de muestra de hasta 25,4 mm, lo que permite un análisis preciso de la conductividad térmica, la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica.
LFA L52 2000/2400/2800
La versión de alta temperatura permite realizar mediciones hasta 2000 / 2400 / 2800 °C y está equipada con un robot de muestras para hasta tres muestras de 12,7 mm de diámetro.
Existen configuraciones especiales para entornos de guantera o de celda caliente.
Las aplicaciones típicas son los materiales refractarios, el grafito o las aplicaciones nucleares.
LFA L52 2400
Proporciona mediciones precisas a temperaturas de hasta 2400 °C utilizando un horno de tungsteno, lo que permite realizar análisis sin grafito en un amplio intervalo de temperaturas.
Equipado con un robot de muestras para hasta tres muestras (12,7 mm), el modelo garantiza un alto rendimiento y mediciones precisas de Cp.
LFA L52 LT
La versión de baja temperatura proporciona mediciones precisas desde -125 °C / -100 °C hasta 500 °C para diversas aplicaciones.
Una menor potencia del láser en esta zona puede ser un factor decisivo para obtener resultados de medición de alta precisión.
Soportes y portamuestras
Los distintos tipos de portamuestras permiten medir una amplia gama de tamaños de muestra, de 3 a 25,4 mm, en forma sólida, líquida, en polvo o en pasta. También hay disponibles portamuestras para materiales de cambio de fase. El robot de muestras Linseis puede medir hasta 6 muestras simultáneamente, con opciones de hasta 18 muestras disponibles bajo pedido. Como materiales para los portamuestras hay disponibles grafito, SiC, óxido de aluminio o diversos metales.
Portamuestras
Selección del modelo
Selección del modelo admitido
El programa permite seleccionar distintos modelos de evaluación. Para ayudar al usuario en el proceso de selección, la calidad de ajuste de todos los modelos puede visualizarse fácilmente para garantizar la facilidad de uso y la máxima precisión.
Los datos empíricos de clientes y laboratorios de aplicación de Linseis de todo el mundo demuestran que el modelo combinado de Dusza es el más universalmente aplicable y, en general, proporciona la mejor correspondencia entre los datos de medición y el modelo para una amplia gama de materiales.
Modelo combinado Dusza – Solución combinada única para la corrección simultánea de las pérdidas de calor y los impulsos finitos mediante el método del destello láser
El modelo combinado universal, basado en el método probado de Dusza, permite una evaluación fiable de los datos del destello láser al corregir simultáneamente la pérdida de calor, los pulsos finitos y las condiciones no adiabáticas. Gracias a la estimación no lineal de los parámetros, no es necesaria la selección manual del modelo, lo que ahorra tiempo y evita errores del usuario. El método se ha probado en más de 100 muestras y proporciona sistemáticamente resultados precisos de la máxima calidad. El ejemplo con una muestra de Inconel muestra claramente que el modelo combinado ofrece el mejor ajuste y la mayor precisión en comparación con los enfoques convencionales.
Modelo combinado modificado / modelo especial para muestras translúcidas
Como se muestra en el diagrama, el aumento de temperatura causado por el impulso de energía inducido provoca un aumento inmediato de la señal del detector en las muestras translúcidas. Esta señal inicial debe tenerse en cuenta y corregirse, ya que distorsiona el resultado de la medición hacia una conductividad térmica aparentemente mayor. Hasta ahora, los modelos existentes no han podido reproducir suficientemente bien este fenómeno de aumento instantáneo de la temperatura. Nuestro exclusivo modelo combinado permite la corrección de los datos de la muestra y proporciona un ajuste personalizado, lo que conduce a una mejora significativa de los resultados de las mediciones.
Modelo McMasters para muestras porosas
El modelo McMasters es una herramienta especial desarrollada para analizar con precisión y flexibilidad la transferencia de calor en materiales porosos.
Características más importantes:
- Modelo unidimensional de transferencia de calor para análisis precisos.
- Incluye la profundidad de penetración finita del pulso inicial como parámetro de ajuste importante.
- Tiene en cuenta las pérdidas de calor tanto en la parte delantera como en la trasera de la muestra.
Este modelo avanzado, basado en el trabajo de McMasters et al*, garantiza resultados fiables y detallados y
es, por tanto, una opción indispensable para los análisis térmicos complejos.
* McMasters, Robert L. et al. «Accounting for Penetration of Laser Heating in Flash Thermal Diffusivity Experiments». ASME. J. Transferencia de calor (1999): 121(1): 15-21.
Inspección visual opcional
Principio de medición
En un sistema de flash, la calidad de la señal depende de la cantidad de radiación de la muestra que incide en la superficie del detector de infrarrojos. Normalmente, la superficie activa del detector es limitada (por ejemplo, 2 x 2 mm²) en comparación con un diámetro de muestra de (3 mm a 25,4 mm). Por este motivo, se utiliza una disposición optimizada del detector IR, el objetivo y la muestra para mejorar la superficie de la muestra captada. El punto de medición sobre la muestra debe ser lo más grande posible, pero no debe sobresalir de la muestra. Exceder el punto puede provocar artefactos de medición o ruido adicional en la señal. La función de control de visión garantiza la mejor calidad de señal para cualquier tamaño de muestra. La optimización garantiza una excelente calidad de la señal para muestras grandes y pequeñas.
Control de Visión
La opción «Control de Visión» garantiza un punto de detección perfecto para distintas geometrías de muestra. Esto permite el ajuste perfecto para obtener una imagen ideal y nítida de la superficie de la muestra en la zona activa del sensor.
*No disponible en todas las configuraciones y países.
¿Cuánto cuesta un LFA L52?
El precio de un sistema LFA L52 depende de la configuración elegida y de las opciones adicionales, como el rango de temperatura, el tipo de detector, las funciones de automatización o los portamuestras especiales. Como cada sistema se puede personalizar según los requisitos específicos de tu aplicación, los costes pueden variar considerablemente.
Para obtener un presupuesto exacto, envíanos tus requisitos a través de nuestro formulario de contacto: estaremos encantados de proporcionarte un presupuesto personalizado.
¿Cuál es el plazo de entrega de un LFA L52?
El plazo de entrega de una LFA L52 depende en gran medida de las opciones y la configuración seleccionadas. Las características adicionales, como rangos de temperatura ampliados, detectores especiales, automatización o personalización, pueden aumentar el tiempo de producción y preparación y, por tanto, prolongar el plazo de entrega.
Ponte en contacto con nosotros a través de nuestro formulario de contacto para recibir una estimación precisa del plazo de entrega basada en tus requisitos individuales.
Software
Hacer visibles y comparables los valores
Software LiEAP COMPLETAMENTE NUEVO
El nuevo software LiEAP incluye un soporte basado en IA que minimiza los errores de funcionamiento y reduce las incertidumbres de medición. Además, el software admite varios modelos únicos, incluido el modelo Dusza, que puede procesar muestras transparentes, porosas, líquidas y en polvo, así como sistemas multicapa.
Características principales
- Software MS®Windows™ totalmente compatible
- Seguridad de los datos en caso de apagón
- Funciones de seguridad (protección contra rotura del acoplamiento térmico, fallo de alimentación, etc.)
- Evaluación online y offline de la medición actual
- Comparación de curvas
- Almacenamiento y exportación de análisis
- Exportación e importación de datos en formato ASCII
- Exportación de datos a MS Excel
- Análisis multimétodo (DIL, STA, DSC, HCS, LSR, LZT, LFA)
- Control de gas programable
- NUEVO flujo de trabajo
- Los datos de la medición se guardan automáticamente en una base de datos.
Determinación del Cp (calor específico) por método comparativo
Para calcular la capacidad calorífica específica, se compara el aumento máximo de temperatura de la muestra con el aumento máximo de temperatura de una muestra de referencia. Tanto la muestra desconocida como la de referencia se miden en las mismas condiciones en una sola pasada con el robot de muestras. Por tanto, puede suponerse que la energía del impulso láser y la sensibilidad del detector de infrarrojos son las mismas para ambas mediciones.
Detección de impulsos
Para mejorar la precisión de la medición del Cp, es esencial medir la energía del pulso y la sensibilidad del detector, en lugar de suponer que son constantes.
Por tanto, el LFA L51 actualizado ofrece la opción de registrar la forma del pulso, capturar la forma del pulso y realizar una corrección energética en el ciclo de medición totalmente automático. Esto conduce a una determinación muy precisa de la capacidad calorífica específica en el modo de medición por comparación con un material de referencia conocido.
Software de evaluación
- Introducción automática o manual de los datos de medición asociados: por ejemplo, densidad y calor específico
- Modelo de evaluación combinado universal para la evaluación de datos
- Modelos especiales para muestras translúcidas o porosas
Modelos de evaluación
- Modelo combinado Dusza
- NUEVO modelo McMasters (para muestras porosas)
- Modelos de 2/3 turnos
- Parker
- Cowan 5 y 10
- Azumi
- Clark-Taylor
- Degiovanni
- Corrección del impulso finito
- Corrección de la pérdida de calor
- Corrección de base
- Modelo multiturno
- Determinación de la resistencia de contacto
- Corrección para muestras translúcidas
Software de medición
- Introducción de datos sencilla y fácil de usar para segmentos de temperatura, gases, etc.
- Robot de muestra controlable
- El software muestra automáticamente los valores medidos corregidos después del pulso de energía
- Proceso de medición totalmente automático para mediciones con múltiples muestras
- Atención al cliente
- Modo sencillo para mediciones eficaces y rápidas
- Modo experto para una personalización máxima
- El modelo de servicio supervisa el modo del dispositivo y proporciona retroalimentación
Aplicaciones
Cerámica y vidrio
El vidrio y la cerámica son materiales indispensables tanto en las aplicaciones tradicionales como en las de alta tecnología. Desde artículos domésticos hasta componentes sofisticados de electrónica, aeroespacial y tecnología médica, sus propiedades mecánicas, térmicas y químicas únicas permiten utilizarlos en una amplia gama de aplicaciones en condiciones exigentes.
Los métodos de análisis térmico desempeñan un papel crucial en el desarrollo de materiales y la optimización de procesos. Proporcionan información precisa sobre la conductividad térmica, la capacidad calorífica, la expansión térmica y el comportamiento de sinterización. Esto permite a los fabricantes afinar las composiciones, mejorar la eficiencia energética y garantizar el rendimiento del producto para una amplia gama de materiales cerámicos y vítreos, incluidas las cerámicas técnicas, las superficies inteligentes y los compuestos reforzados con fibras.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica, coeficiente de difusión del calor y capacidad calorífica específica de las vitrocerámicas
El BCR 724, una vitrocerámica estándar, se midió con el LFA L52. Para ello, se cortó un pequeño disco de 1 mm de grosor y 25,4 mm de diámetro de una lámina del material a granel y se recubrió con grafito para la medición. El LFA L52 indica la difusividad térmica en función directa de la temperatura. Los datos de Cp se determinaron comparativamente midiendo un patrón cerámico conocido en las mismas condiciones en una segunda posición de muestra del mismo portamuestras. Con estos datos, se calculó la conductividad térmica a partir del producto de la densidad, el calor específico y la difusividad térmica. El resultado muestra una ligera disminución de la difusividad y la conductividad térmicas, mientras que el valor Cp aumenta al aumentar la temperatura.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica de la vitrocerámica
La pirocerámica, una marca de vitrocerámica de Corning que se utiliza como material estándar en diversas aplicaciones, se midió con el LFA L52 para demostrar la reproducibilidad de los valores de conductividad térmica. Se realizaron un total de 18 mediciones con 18 muestras cortadas de un bloque. Cada muestra se midió por separado y el resultado muestra una dispersión en el rango de +/- 1 % en una gama de temperaturas de hasta 1160 °C.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica, conductividad térmica y capacidad calorífica específica de las vitrocerámicas
La medición mostrada muestra la conductividad térmica dependiente de la temperatura del óxido de aluminio en el intervalo comprendido entre la temperatura ambiente y 1500 °C. A bajas temperaturas, el óxido de aluminio presenta valores de propagación del calor relativamente altos, en torno a 0,11 cm²/s. A medida que aumenta la temperatura, se observa una fuerte disminución, alcanzando valores próximos a 0,015 cm²/s a altas temperaturas.
El conocimiento de esta propiedad es esencial para las aplicaciones en refractarios, sustratos y cerámica estructural, donde se requiere una gestión térmica fiable y una estabilidad a largo plazo.
Investigación, desarrollo y ciencia
Los nuevos materiales desempeñan un papel decisivo en las innovaciones tecnológicas, desde los materiales compuestos ligeros en la industria aeroespacial hasta la cerámica y los semiconductores de alto rendimiento. Su desarrollo requiere un conocimiento detallado de las propiedades termofísicas, como la conductividad térmica, la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica.
Los sistemas LFA de LINSEIS permiten una medición rápida, no destructiva y precisa de estos importantes parámetros. Esto los convierte en herramientas indispensables para la investigación y el desarrollo de materiales, especialmente polímeros, cerámicas, materiales híbridos y aleaciones de alta temperatura. Con datos precisos del LFA, los investigadores pueden optimizar el flujo de calor, mejorar el rendimiento bajo estrés térmico y apoyar el desarrollo de materiales más seguros, eficientes y sostenibles.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica del grafito
Se analizó una muestra de grafito con el LFA L51. La conductividad térmica se determinó directamente a varias temperaturas comprendidas entre la temperatura ambiente y 1000 °C. La capacidad calorífica específica se determinó utilizando un patrón de grafito conocido en una segunda posición de la muestra como referencia en la misma medición. El producto de la difusividad, el calor específico y la densidad da la conductividad térmica correspondiente. El resultado muestra una conductividad térmica típica linealmente decreciente y una difusividad térmica que muestra una meseta por encima de 500 °C. El Cp aumenta ligeramente con la temperatura. El Cp aumenta ligeramente con la temperatura.
Industria nuclear
Los materiales utilizados en los sistemas nucleares deben soportar cargas térmicas, mecánicas y de radiación extremas. Su conductividad térmica, comportamiento de dilatación y resistencia a la corrosión o a los daños por radiación son cruciales para mantener la seguridad de los reactores y evitar la liberación de sustancias radiactivas en condiciones de funcionamiento.
Los métodos de análisis térmico proporcionan información valiosa sobre la degradación de los materiales, las transiciones de fase y la estabilidad a largo plazo a altas temperaturas y presiones. Apoyan el desarrollo de aleaciones avanzadas, compuestos cerámicos y materiales resistentes a la radiación para barras de combustible, vasijas de reactores y conceptos de próxima generación como los reactores de sales fundidas y los SMR. Esto permite realizar evaluaciones fiables de la vida útil, mejorar los márgenes de seguridad y optimizar el rendimiento de los componentes nucleares críticos.
Ejemplo de aplicación: Conductividad térmica del grafito
Se analizó una muestra de grafito con el LFA L52 desde temperatura ambiente hasta 2000 °C. La conductividad térmica se determinó directamente y la capacidad calorífica específica se midió utilizando una muestra de referencia en la misma serie.
Los resultados muestran una fuerte disminución de la conductividad con el aumento de la temperatura, que se aplana por encima de ~1500 °C, un comportamiento típico del grafito debido al aumento de la dispersión de fonones a altas temperaturas.
Bien informado
