PLH - 주기적 레이저 가열

얇은 층의 열전도율 및 온도 성능 정밀 측정

설명

요점

배터리 및 수소 애플리케이션과 같은 새로운 기술에 대한 지속적인 연구개발과 소형화 노력으로 인해 마이크로미터 재료의 특성화는 오늘날 중요한 이슈입니다.

표면 대 부피 비율이 크기 때문에 이러한 유형의 물질은 벌크 물질과 별도로 연구해야 하지만 시료 준비 및 측정이 매우 까다로울 수 있습니다.

잘 확립된 레이저 플래시 기술 외에도 PLH 설정을 통해 두께 및 열전달 특성 측면에서 비파괴 광학 기기의 측정 범위를 확장할 수 있습니다.

PLH는 10μm ~ 500μm의 시료 두께 측정 범위에서 높은 정확도로 시료를 특성화하기 위해 개발 및 최적화되었으며 열 확산도 0.01 – 2000 mm²/s의 범위에서 시료를 정확하게 분석할 수 있도록 개발되었습니다.

이 시스템은 다양한 재료를 다룰 수 있습니다.
금속, 세라믹 또는 폴리머뿐만 아니라 반도체 거동을 가진 시료도 측정할 수 있습니다.
일반적인 응용 분야로는 배터리 및 수소 산업을 위한 독립형 필름과 멤브레인이 있습니다.

모드

교차 평면 주기적 레이저 가열

이 시스템은 다이오드 레이저를 사용하여 연속 진폭 변조 레이저 광으로 시료의 뒷면을 주기적으로 가열합니다.
이 에너지는 시료에 흡수되어 열파를 유도합니다.
열파는 시료를 통해 시료의 앞면으로 전파되어 처음에 흡수된 열 에너지가 방출됩니다.
그 결과 발생하는 전면 온도 진동은 아래 그림과 같이 적외선 감지기를 사용하여 기록됩니다.

시료의 열 전달 특성으로 인해 결과 신호의 위상 변화와 진폭의 특징적인 동작을 관찰할 수 있습니다.

포괄적인 Linseis 소프트웨어 패키지를 사용하여 열전도도, 열확산도 및 체적 비열 용량을 평가합니다.
필요한 입력 파라미터는 샘플 두께뿐입니다.

IL은 변조된 레이저 빛에 라벨을 붙이고IIR은 해당 진폭ALAIR과 위상 편이 Φ를 갖는 적외선을 나타냅니다.

α = 열 확산도 [m2/s]
L = 샘플 높이 [m]
m = 선형 범위의 기울기 [√s]

모드

평면 내 주기적 레이저 가열

α = 열 확산도 [m²/s]
ω = 각 주파수(2*π*f) [1/s]
f = 변조 주파수 [Hz]
m(Φ, amp) = 위상 후 두 측정 곡선의 기울기 및 진폭 후 한 번
[1/m]

또한 이 시스템은 수평 오프셋 스테이지를 사용하여 평면 내 열 확산도를 측정하는 동시에 연속 진폭 변조 레이저 광으로 샘플을 여기시킬 수 있습니다.

시료의 평면 내 열 확산도에 따라 레이저와 검출기 사이의 측면 오프셋에 대한 측정된 위상 편이 및 진폭의 특징적인 동작을 관찰할 수 있습니다.

이 방법론은 다음과 같은 복잡한 관계를 가능하게 합니다. 열전도도 와 확산도 사이의 복잡한 관계를 규명하여 재료 과학의 지형에 중요한 영향을 미칠 수 있는 통찰력을 얻을 수 있습니다.

정밀한 평면 내 측정을 통해 열 병목 현상을 파악하고 최적의 설계 솔루션을 결정하여 이방성 소재 기반 기술의 성능과 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
평면 내 열 확산도 평가는 다른 입력 파라미터를 몰라도 종합적인 Linseis 소프트웨어 패키지를 사용하여 수행할 수 있습니다.

이방성 및 불균일성 분석

이방성

재료의 열전도도는 방향에 따라 달라질 수 있습니다. 평면 내 및 교차 평면은 재료 내에서 두 가지 특정 운송 방향을 설명하는 데 사용되는 용어이며, 평면 내라는 용어는 실제로 여기 방향에 수직인 샘플 내부를 의미하지만 교차 평면이라는 용어는 여기 방향에서 샘플의 열 전도도를 나타냅니다.

교차면과 평면 내 열전도율은 서로 크게 다를 수 있으며 몇 배를 쉽게 초과할 수 있습니다.

사용 사례는 다양하며, 열 관리가 전방위적인 과제인 전자기기와 같은 다양한 애플리케이션에서 그 지식이 매우 중요할 수 있습니다.

비균질성

샘플에 따라 구성은 샘플마다 조금씩 다를 수 있습니다.

일반적으로 젤, 페이스트 및 폴리머의 경우 이러한 변화가 열전도도에서도 나타납니다.

일반적으로 표준 LFA 기기는 이 사실을 무시하고 광 펄스에 의해 가열되는 전체 샘플을 한 번에 고려합니다. 이러한 차이점에 관심이 있는 경우 PLH 기법이 유용합니다.

레이저 플래시 기법과 달리 시료가 국부적으로 가열되어 시료의 불균일성을 확인할 수 있습니다.

열전도율의 변동은 전자 기기의 성능과 서비스 수명에 영향을 미치는 핫스팟으로 이어질 수 있습니다.

효과적인 열 관리와 과열 방지를 위해서는 균일한 열 전도도 분포를 보장하는 것이 중요합니다.

고유 기능

온도 범위r
최대 300°C

에서 10 µm
최대 500 µm

멀티 샘플 로봇

완전 자동
작동

서비스 핫라인

+1 (609) 223 2070

+49 (0) 9287/880 0


서비스 이용 가능 시간은 월요일부터 목요일 8~16시
, 금요일 8~12시입니다.

저희가 도와드리겠습니다!

사양

흰색에 검은색

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

LFA + PLH 조합 솔루션

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%

샘플 홀더 및 캐리어

전체적으로 변경되지 않은 샘플

업계 최고의 처리량. 시료 로봇과 통합 퍼니스의 조합으로 최대 3개 또는 6개 시료에 대해 탁월한 측정 처리 시간과 완전 자동화된 측정이 가능합니다. 시료 요구 사항에 따라 다양한 시료 홀더 형상과 재질을 사용할 수 있습니다.

샘플 캐리어

원형 또는 정사각형 샘플 6개
3mm, 6mm, 10mm 또는 12.7mm

원형 샘플 3개
25.4mm 또는 정사각형 20mm

샘플 홀더

샘플 홀더 스퀘어
샘플 3x3mm2 / 10x10mm2 / 20x20mm2

샘플 홀더 원형
샘플 3mm / 10mm / 12.7mm / 25.4mm

소프트웨어

값을 가시화하고 비교 가능하게 만들기

일반

  • 향상된 사용자 경험을 포함한 새로운 디자인
  • 반응형 및 사용자 지정 가능한 소프트웨어
  • 온라인 지원으로 바로 연결되는 링크
  • 정기적인 온라인 소프트웨어 업데이트
  • 실시간 평가 및 사후 처리 / 평가
  • 고급 스토리지 개념
  • ASCII로 데이터 내보내기 및 가져오기
  • 다중 방법 측정(LFA, PLH)
  • ASCII로 데이터 내보내기 및 가져오기
  • 맞춤형 보고서 생성
  • 디바이스 플러그 앤 플레이
  • 간편한 펌웨어 업데이트
  • 지능형 오류 처리
  • USB 또는 LAN을 통한 장치 연결
  • 측정 전 타당성 검사
    •  
 

평가 소프트웨어

  • 디자인 업데이트
  • 사용자 경험 및 유연성 향상
  • 사용자 지정 플러그인을 위한 Python 인터페이스
  • 다양한 소스/측정 장치의 곡선 결합하기

측정 소프트웨어

  • 쉽고 사용자 친화적인 온도 데이터 입력
  • 다중 샘플 측정을 위한 완전 자동화된 측정 절차
  • 비열 및 열전도율 측정 루틴(참조 필요)

 

 

적용분야

적용 분야: 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 100 μm

테프론으로 더 잘 알려진 얇은 고분자 필름인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 경우, PTFE의 열확산성 기준값은 0.11mm²/s입니다.
테프론은 음식물이 팬에 달라붙지 않고 쉽게 세척할 수 있도록 팬의 코팅재로 사용됩니다.
이 코팅의 두께는 30μm에서 150μm까지 다양합니다.

적용: 사파이어 500μm

사파이어는 세라믹 재료 범주에 속하며 기준 열확산도 값은 13.3mm²/s입니다.
당사의 측정은 이 열확산도 값을 높은 정확도로 확인합니다.
사파이어는 열 및 광학 특성이 뛰어나 레이저 기술 및 LED용 마이크로 일렉트로닉스에 자주 사용됩니다.

적용: 구리 500 μm

특히 560μm의 얇은 구리 호일은 전자 산업에서 방열판으로 널리 사용됩니다.
동박은 전자 부품의 열을 효율적으로 분산시켜 기기의 성능과 수명을 향상시킴으로써 열 방출에 중요한 역할을 합니다.
스마트폰, 노트북과 같은 일상적인 기기부터 정교한 항공우주 시스템까지 다양한 분야에 적용됩니다.
이 샘플의 기준값은 117mm²/s입니다.

적용 분야: PTFE 100 μm의 반복성

두께 105.6μm의 폴리테트라플루오로에틸렌 측정의 반복성은 1%를 약간 상회하는 우수한 수준입니다.
이를 통해 측정 방법과 높은 성능을 확인할 수 있습니다.

충분한 정보 제공

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