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德國NETZSCH耐馳激光閃射法導熱儀LFA457

強大而靈活的激光導熱儀
LFA 457 是強大而靈活的 LFA 系統，基于成熟的激光閃射法，可在室溫…800/1100°C之間精確測量材料的熱擴散系數、比熱與導熱系數。適用于包括汽車制造、航空航天與能源技術在內的各種領域的常規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試標準，而且提供更完善、更靈活的功能，幫助客戶更深入、更有想象力地應用。

LFA基本功能
測量材料的熱擴散系數、比熱、導熱系數精確的脈沖寬度修正與脈沖能量積分。熱損耗修正。集成了所有傳統模型。使用非線性回歸進行 Cowan 擬合。改進的 Cape-Lehmann 模型，使用非線性回歸，將多維熱損耗納入計算。對于半透明樣品的輻射修正。二層與三層結構樣品：通過非線性回歸方式進行擬合，并將熱損耗納入計算。計算多層樣品的接觸熱阻。比熱測量：使用已知比熱的標樣、通過比較法進行計算。內置數據庫。

德國NETZSCH耐馳激光導熱儀LFA457技術參數

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）
熱擴散系數范圍：0.01 1000 mm2/s
導熱系數范圍：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：藍寶石液體
樣品容器：鉑金氣氛：惰性，氧化，還原，靜態，動態
真空密閉系統：真空度 10-2 mbar（1 Pa）

德國NETZSCH耐馳激光閃射法導熱儀LFA457

應用實例
幾十年來，耐馳在應用方面積累了海量的經驗。我們希望能通過這些經驗，拋磚引玉，為客戶的實際應用帶來啟發。
 
激光閃射法測量碳納米管增強PEEK樹脂
將納米顆粒填充到聚合物基體中可以調控聚合物的力學性能和熱物性。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下的熱擴散系數。 從上圖來看，總的趨勢是熱擴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變出現在150°C至170°C范圍。填充不同含量碳納米管的熱擴散差異顯著，熱擴散系數隨碳納米管含量增加而升高。本例體現了碳納米管填充含量即使變化很小也可以被LFA檢測區分出來。
 
 
聚醚醚酮（PEEK）與碳納米管（CNT）復合材料導熱測試
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性能和熱物性能，拓寬聚合物的應用范圍。本文通過LFA研究了碳納米管對聚合物導熱性能的影響。在室溫到200°C間，對添加不同碳納米管含量的PEEK進行了測試。導熱系數通過密度、比熱和熱擴散系數的乘積獲得。 具有非晶態結構的PEEK樣品的導熱系數隨著溫度的升高而升高，不同CNT含量的樣品導熱系數有明顯不同。測試結果表明LFA可以有效地應用于納米管對聚合物基體的導熱性能的影響。
 
聚氨酯泡沫導熱測試
聚氨酯是一種應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組件、座椅、頭枕、扶手、車頂內襯和儀表面板。車內組件的舒適性往往與材料的熱物性有關，為優化設計座椅加熱系統，需對PU泡沫的導熱性能有所了解，下文展示了PU材料的LFA測試結果，圖中展示了兩種不同孔徑的PU泡沫材料的導熱系數，其導熱系數值為材料體密度，比熱和熱擴散系數的乘積。 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樣品的導熱系數增大，測試結果證明LFA可以進行聚合物泡沫的導熱測試，LFA可以進行不同結構（密度）下低導熱材料的測試。
 
 
激光閃射法測量PEEK樹脂
聚醚醚酮PEEK是一種具有高熱穩定性和高力學性能的熱塑性塑料，同時具有出色的耐候性被廣泛應用在軸承、活塞、泵、壓縮機閥、電纜絕緣等場合。此外，這種碳纖維增強的PEEK由于出色的強度/重量比和寬廣的使用溫度范圍，還可應用在航天航空和電子電路領域。通過LFA可以測量PEEK材料的熱擴散、比熱以及導熱系數。 從上圖來看熱擴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，熱擴散和比熱上均出現由于玻璃化轉變而產生的臺階，然而導熱系數基本上隨溫度呈線性增加，沒有出現突變臺階。本例反映LFA447能夠出色分析聚合物材料的熱擴散和導熱性能，同時也可以檢測到材料的結構轉變。
 
 
LFA測量乙二醇液體的導熱
乙二醇是帶有兩個-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，再與水反應制得乙二醇，反應式：C2H4O + H2O à HOCH2CH2OH 由于乙二醇的低凝固點，主要用作汽車引擎冷卻液和防凍液，比如擋風玻璃和噴射引擎的防凍液。乙二醇在塑料工業領域常用于生產聚酯纖維和樹脂，比如用于軟飲料的PET包裝瓶。 右圖是乙二醇樣品的熱擴散和導熱測量結果。導熱系數的測量結果與文獻值進行比較，文獻值的不確定度假設為3%，即圖中顯示的誤差帶，可以看出兩者之間的偏差遠遠小于測量方法的不確定度（約5%）和文獻值的準確度范圍。導熱系數是隨著溫度上升而增大的。耐馳導熱儀LFA配備的特殊液體容器與數據修正模型實現對未知液體導熱性能的準確測量。