Descripción
Al grano
La caracterización de materiales micrométricos es un tema importante hoy en día debido a la investigación y el desarrollo en curso en nuevas tecnologías, como las aplicaciones de baterías e hidrógeno, así como a los esfuerzos de miniaturización.
Debido a su gran relación superficie-volumen, este tipo de materiales deben analizarse por separado de los materiales a granel, pero la preparación de las muestras y las mediciones pueden resultar muy difíciles.
Además de nuestra probada tecnología de flash láser, la configuración PLH nos permite ampliar el rango de medición de nuestros instrumentos ópticos no destructivos en términos de espesor y propiedades de transporte de calor..
El PLH se ha desarrollado y optimizado para caracterizar muestras con gran precisión en un rango de medición del grosor de la muestra de 10 μm a 500 μm y una difusividad térmica de 0,01 a 2000 mm²/s.
El sistema puede manejar una amplia gama de materiales.
Es posible medir muestras con comportamiento semiconductor, así como metales, cerámicas o polímeros.
Las aplicaciones típicas incluyen películas y membranas independientes para las industrias de baterías e hidrógeno.
Modo
Calentamiento por láser periódico de plano cruzado
El sistema utiliza un láser de diodo para calentar periódicamente la parte posterior de una muestra con luz láser continua de amplitud modulada.
Esta energía es absorbida por la muestra e induce una onda térmica.
La onda térmica se propaga a través de la muestra hasta su cara frontal, donde se emite la energía térmica absorbida inicialmente.
La oscilación resultante de la temperatura de la cara frontal se registra mediante un detector IR, como se muestra en la figura siguiente.
Debido a las propiedades de transporte térmico de la muestra, se observa un comportamiento característico del desplazamiento de fase y de la amplitud de la señal resultante.
La evaluación de la conductividad térmica, la difusividad térmica y la capacidad calorífica específica de volumen se realiza mediante nuestro completo paquete de software Linseis.
El único parámetro de entrada necesario es el grosor de la muestra.
IL marca la luz láser modulada IIR es la radiación infrarroja con las amplitudes correspondientes AL y AIR, así como el desplazamiento de fase Φ.
α = Difusividad térmica [m2/s]
L = Altura de la muestra [m]
m = Pendiente del intervalo lineal [√s]
Modo
Calentamiento Láser Periódico en el Plano
α =difusividad térmica [m²/s]
ω = frecuencia angular (2*π*f ) [1/s]
f = frecuencia de modulación [Hz]
m(Φ, amp) = pendiente de la curva de dos medidas una vez después de la fase y
una vez después de la amplitud [1/m]
Además, el sistema es capaz de medir la difusividad térmica en el plano mediante el uso de una etapa de desplazamiento horizontal, excitando simultáneamente la muestra con luz láser de amplitud modulada continua.
En función de la difusividad térmica en el plano de la muestra, puede observarse un comportamiento característico del desplazamiento de fase y la amplitud medidos con respecto al desplazamiento lateral entre el láser y el detector.
Esta metodología permite establecer la intrincada relación entre conductividad térmica y la difusividad, con lo que se obtienen conocimientos que pueden tener implicaciones significativas en el panorama de la ciencia de los materiales.
Mediante mediciones precisas en el plano, se pueden identificar los cuellos de botella térmicos y determinar soluciones de diseño óptimas para mejorar el rendimiento y la eficiencia de las tecnologías basadas en materiales anisótropos.
La evaluación de la difusividad térmica en el plano puede realizarse utilizando el completo paquete de software Linseis sin conocer ningún otro parámetro de entrada.
Análisis de anisotropía e inhomogeneidad
Anisotrofia
La conductividad térmica del material puede depender de la dirección.
Plano interior y plano transversal son términos utilizados para describir dos direcciones de transporte específicas dentro de un material, Mientras que «en el plano» significa que la muestra es perpendicular a la dirección de excitación, el término «transversal» se refiere a la conductividad térmica de la muestra en la dirección de excitación.
Las conductividades térmicas transversal e interna pueden diferir considerablemente entre sí y superar fácilmente varios órdenes de magnitud.
Los casos de uso son versátiles y su conocimiento puede ser crítico en diversas aplicaciones, como los dispositivos electrónicos, donde la gestión térmica es un reto omnipresente.
Inhomogenidad
Según la muestra, la composición puede variar ligeramente de una muestra a otra.
Esto suele ocurrir con los geles, las pastas y los polímeros, por lo que este cambio también se observará en la conductividad térmica.
Normalmente, los instrumentos de LFA estándar ignoran este hecho y consideran toda la muestra a la vez mientras se calienta por el pulso de luz.
Cuando nos interesan estas diferencias, nuestras técnicas PLH resultan muy útiles.
A diferencia de la técnica del destello láser, la muestra se calienta localmente y puedes comprobar si presenta zonas no homogeneas.
Las fluctuaciones de la conductividad térmica pueden provocar puntos calientes que afectan al rendimiento y la vida útil de los dispositivos electrónicos.
Garantizar una distribución homogénea de la conductividad térmica es crucial para una gestión térmica eficaz y evitar el sobrecalentamiento.
Características únicas
Rango de temperaturas
hasta 300°C
de 10 µm
hasta 500 µm
Robot multimuestra
Funcionamiento totalmente
automático funcionamiento
Servicio-Hotline
+49 (0) 9287/880 0
Nuestro servicio está disponible de lunes a
jueves de 8 a 16 horas
y viernes de 8 a 12 horas.
¡Estamos a tu disposición!
Especificaciones
Negro sobre blanco
MODEL | PLH |
|---|---|
| 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 |
|
Solución combinada AGL + 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% |
Soportes y portamuestras
Muestras sin cambios en todo
El mayor rendimiento del mercado. La combinación de robot portamuestras y horno integrado permite tiempos de medición imbatibles y mediciones totalmente automatizadas de hasta 3 ó 6 muestras. Dependiendo de los requisitos de la muestra, hay disponibles varias geometrías y materiales de portamuestras.
Portamuestras
6 muestras redondas o cuadradas
3mm, 6mm, 10mm o 12,7mm
3 muestras redondo
25,4mm o cuadrado 20mm
Portamuestras
Portamuestras cuadrado
muestras 3×3 mm2 / 10×10 mm2 / 20×20 mm2
Portamuestras redondo
muestras 3mm / 10mm / 12,7mm / 25,4mm
Software
Hacer visibles y comparables los valores
General
- Nuevo diseño que incluye una experiencia de usuario mejorada
- Software responsivo y personalizable
- Enlace directo a la ayuda en línea
- Actualizaciones periódicas del software en línea
- Evaluación en directo y post-procesamiento / evaluación
- Conceptos avanzados de almacenamiento
- Exportación e importación de datos en ASCII
- Mediciones multimétodo (LFA, PLH)
- Exportación e importación de datos en ASCII
- Generación de informes personalizados
- Dispositivo Plug & Play
- Fácil actualización del firmware
- Gestión inteligente de errores
- Conexión del dispositivo mediante USB o LAN
- Comprobaciones de plausibilidad antes de la medición
-
Software de evaluación
- Actualización del diseño
- Experiencia de usuario y flexibilidad mejoradas
- Interfaz Python para plugins personalizados
- Combinar curvas de diferentes fuentes / dispositivos de medición
Software de medición
- Introducción de datos de temperatura fácil y cómoda
- Procedimiento de medición totalmente automatizado para mediciones de varias muestras
- Rutina de medición del calor específico y la conductividad térmica (requiere referencia)
Aplicaciones
Aplicación: Politetrafluoroetileno (PTFE) 100 μm
En el caso del politetrafluoroetileno (PTFE) -una fina película de polímero-, más conocido como teflón, el valor de referencia de la difusividad térmica del PTFE es de 0,11 mm²/s.
El teflón se utiliza como revestimiento de sartenes para que los alimentos no se peguen a ellas y puedan limpiarse fácilmente.
El grosor de estos revestimientos varía de 30 μm a 150 μm.
Aplicación: Zafiro 500 μm
El zafiro pertenece a la categoría de materiales cerámicos y tiene un valor de difusividad térmica de referencia de 13,3 mm²/s.
Nuestras mediciones confirman este valor de difusividad térmica con un alto grado de precisión.
Como tiene excelentes propiedades térmicas y ópticas, se utiliza a menudo en microelectrónica para tecnologías láser y LED.
Aplicación: Cobre 500 μm
Las láminas de cobre, especialmente las que son tan finas como 560 μm, se utilizan ampliamente como disipadores de calor en la industria electrónica.
Desempeñan un papel crucial en la disipación del calor en los componentes electrónicos al garantizar una distribución eficaz del calor, lo que mejora el rendimiento y la longevidad de los dispositivos.
Sus aplicaciones abarcan desde aparatos cotidianos, como teléfonos inteligentes y ordenadores portátiles, hasta sofisticados sistemas aeroespaciales.
El valor de referencia de esta muestra es de 117 mm²/s.
Aplicación: Repetibilidad del PTFE 100 μm
La repetibilidad de una medición de politetrafluoroetileno con un grosor de 105,6 μm es excelente, de poco más del 1%.
Esto confirma el método de medición y su alto rendimiento.
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