德國NETZSCH耐馳激光導(dǎo)熱儀LFA457

LFA 457 是強(qiáng)大而靈活的 LFA 系統(tǒng)，適用于包括汽車制造、航空航天與能源技術(shù)在內(nèi)的各種領(lǐng)域的常規(guī)材料與新型高性能材料的表征。

強(qiáng)大而靈活的激光導(dǎo)熱儀
LFA 457 是強(qiáng)大而靈活的 LFA 系統(tǒng)，基于成熟的激光閃射法，可在室溫…800/1100°C之間精確測(cè)量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱與導(dǎo)熱系數(shù)。適用于包括汽車制造、航空航天與能源技術(shù)在內(nèi)的各種領(lǐng)域的常規(guī)材料與新型高性能材料的表征。

基本功能
耐馳儀器不但遵循絕國際測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，而且提供更完善、更靈活的功能，幫助客戶更深入、更有想象力地應(yīng)用。

LFA基本功能
測(cè)量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)精確的脈沖寬度修正與脈沖能量積分。熱損耗修正。集成了所有傳統(tǒng)模型。使用非線性回歸進(jìn)行 Cowan 擬合。改進(jìn)的 Cape-Lehmann 模型，使用非線性回歸，將多維熱損耗納入計(jì)算。對(duì)于半透明樣品的輻射修正。二層與三層結(jié)構(gòu)樣品：通過非線性回歸方式進(jìn)行擬合，并將熱損耗納入計(jì)算。計(jì)算多層樣品的接觸熱阻。比熱測(cè)量：使用已知比熱的標(biāo)樣、通過比較法進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)置數(shù)據(jù)庫。

德國NETZSCH耐馳激光導(dǎo)熱儀LFA457技術(shù)參數(shù)

溫度范圍：-125 500°C，RT 1100°C（使用兩種可自由更換的爐體）
升降溫速率：0.01 50 K/min
激光能量：18 J/pulse（功率可調(diào)）
熱擴(kuò)散系數(shù)范圍：0.01 1000 mm2/s
導(dǎo)熱系數(shù)范圍：0.1 2000 W/m*K
樣品直徑：10 25.4 mm 圓，或 8×8 與 10×10mm 方。
樣品厚度：0.1 6 mm
樣品支架：碳化硅，石墨熔融
金屬容器：藍(lán)寶石液體
樣品容器：鉑金氣氛：惰性，氧化，還原，靜態(tài)，動(dòng)態(tài)
真空密閉系統(tǒng)：真空度 10-2 mbar（1 Pa）

應(yīng)用實(shí)例
幾十年來，耐馳在應(yīng)用方面積累了海量的經(jīng)驗(yàn)。我們希望能通過這些經(jīng)驗(yàn)，拋磚引玉，為客戶的實(shí)際應(yīng)用帶來啟發(fā)。
 
激光閃射法測(cè)量碳納米管增強(qiáng)PEEK樹脂
將納米顆粒填充到聚合物基體中可以調(diào)控聚合物的力學(xué)性能和熱物性。這里我們利用LFA來研究填充不同含量碳納米管（CNT）的PEEK樹脂從室溫到200°C下的熱擴(kuò)散系數(shù)。 從上圖來看，總的趨勢(shì)是熱擴(kuò)散隨著溫度升高而逐漸減小。聚合物基體的無定形部分的玻璃化轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在150°C至170°C范圍。填充不同含量碳納米管的熱擴(kuò)散差異顯著，熱擴(kuò)散系數(shù)隨碳納米管含量增加而升高。本例體現(xiàn)了碳納米管填充含量即使變化很小也可以被LFA檢測(cè)區(qū)分出來。
 
 
聚醚醚酮（PEEK）與碳納米管（CNT）復(fù)合材料導(dǎo)熱測(cè)試
將納米粒子添加到聚合物基體中可以有效地提高聚合物的力學(xué)性能和熱物性能，拓寬聚合物的應(yīng)用范圍。本文通過LFA研究了碳納米管對(duì)聚合物導(dǎo)熱性能的影響。在室溫到200°C間，對(duì)添加不同碳納米管含量的PEEK進(jìn)行了測(cè)試。導(dǎo)熱系數(shù)通過密度、比熱和熱擴(kuò)散系數(shù)的乘積獲得。 具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的PEEK樣品的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而升高，不同CNT含量的樣品導(dǎo)熱系數(shù)有明顯不同。測(cè)試結(jié)果表明LFA可以有效地應(yīng)用于納米管對(duì)聚合物基體的導(dǎo)熱性能的影響。
 
聚氨酯泡沫導(dǎo)熱測(cè)試
聚氨酯是一種應(yīng)用廣泛的熱塑性塑料。柔性和半柔性的聚氨酯泡沫廣泛用于車內(nèi)組件、座椅、頭枕、扶手、車頂內(nèi)襯和儀表面板。車內(nèi)組件的舒適性往往與材料的熱物性有關(guān)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)座椅加熱系統(tǒng)，需對(duì)PU泡沫的導(dǎo)熱性能有所了解，下文展示了PU材料的LFA測(cè)試結(jié)果，圖中展示了兩種不同孔徑的PU泡沫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，其導(dǎo)熱系數(shù)值為材料體密度，比熱和熱擴(kuò)散系數(shù)的乘積。 LFA的壓力容器可以在樣品上施加一定的壓力，由此改變樣品的表觀密度。隨著密度的增加，PU樣品的導(dǎo)熱系數(shù)增大，測(cè)試結(jié)果證明LFA可以進(jìn)行聚合物泡沫的導(dǎo)熱測(cè)試，LFA可以進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)（密度）下低導(dǎo)熱材料的測(cè)試。
 
 
激光閃射法測(cè)量PEEK樹脂
聚醚醚酮PEEK是一種具有高熱穩(wěn)定性和高力學(xué)性能的熱塑性塑料，同時(shí)具有出色的耐候性被廣泛應(yīng)用在軸承、活塞、泵、壓縮機(jī)閥、電纜絕緣等場(chǎng)合。此外，這種碳纖維增強(qiáng)的PEEK由于出色的強(qiáng)度/重量比和寬廣的使用溫度范圍，還可應(yīng)用在航天航空和電子電路領(lǐng)域。通過LFA可以測(cè)量PEEK材料的熱擴(kuò)散、比熱以及導(dǎo)熱系數(shù)。 從上圖來看熱擴(kuò)散隨著溫度升高而逐漸減小，比熱隨著溫度升高而增加。在150°C～170°C范圍，熱擴(kuò)散和比熱上均出現(xiàn)由于玻璃化轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的臺(tái)階，然而導(dǎo)熱系數(shù)基本上隨溫度呈線性增加，沒有出現(xiàn)突變臺(tái)階。本例反映LFA447能夠出色分析聚合物材料的熱擴(kuò)散和導(dǎo)熱性能，同時(shí)也可以檢測(cè)到材料的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。
 
 
LFA測(cè)量乙二醇液體的導(dǎo)熱
乙二醇是帶有兩個(gè)-OH羥基的二元醇，純的乙二醇是無味、無色、類似糖漿狀的液體，不可食用。乙二醇由乙烯生成乙烯氧化物中間體，再與水反應(yīng)制得乙二醇，反應(yīng)式：C2H4O + H2O à HOCH2CH2OH 由于乙二醇的低凝固點(diǎn)，主要用作汽車引擎冷卻液和防凍液，比如擋風(fēng)玻璃和噴射引擎的防凍液。乙二醇在塑料工業(yè)領(lǐng)域常用于生產(chǎn)聚酯纖維和樹脂，比如用于軟飲料的PET包裝瓶。 右圖是乙二醇樣品的熱擴(kuò)散和導(dǎo)熱測(cè)量結(jié)果。導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量結(jié)果與文獻(xiàn)值進(jìn)行比較，文獻(xiàn)值的不確定度假設(shè)為3%，即圖中顯示的誤差帶，可以看出兩者之間的偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于測(cè)量方法的不確定度（約5%）和文獻(xiàn)值的準(zhǔn)確度范圍。導(dǎo)熱系數(shù)是隨著溫度上升而增大的。耐馳導(dǎo)熱儀LFA配備的特殊液體容器與數(shù)據(jù)修正模型實(shí)現(xiàn)對(duì)未知液體導(dǎo)熱性能的準(zhǔn)確測(cè)量。