Анализатор теплопроводности тонких пленок PLH-L53

Компания LINSEIS, лидер в области термоанализа с 1957 года, представляет инновационный прибор PLH-L53 — высокоточное решение для измерения тепловых свойств тонких пленок, фольг и мембран. Этот прибор разработан специально для современных задач научных исследований и промышленного контроля, где критически важны точность, скорость и неразрушающий характер анализа. Благодаря передовой технологии периодического лазерного нагрева (Periodic Laser Heating), PLH-L53 открывает новые возможности в изучении материалов с высоким соотношением площади к объему, таких как полимерные пленки, керамические субстраты, медные фольги и композиты, применяемые в аккумуляторах, водородной энергетике, микроэлектронике и гибкой электронике.

Технология, лежащая в основе PLH-L53

Основой работы прибора является метод периодического лазерного нагрева (PLH), который позволяет проводить неразрушающие измерения теплопроводности и тепловой диффузии в тонких образцах. В отличие от классического метода вспышки лазера (LFA), где образец нагревается импульсно, в PLH используется модулированный непрерывный лазерный луч, который периодически нагревает тыльную сторону образца. Это создает в материале тепловую волну, распространяющуюся к лицевой стороне. Инфракрасный детектор фиксирует колебания температуры на передней поверхности, а фазовый сдвиг и амплитуда сигнала позволяют с высокой точностью определить тепловую диффузию, теплоемкость и, как следствие, теплопроводность.

Метод позволяет анализировать как поперечную (cross-plane), так и внутриплоскостную (in-plane) теплопроводность, что особенно важно для анизотропных материалов, таких как графитовые пластины, композиты или кристаллические субстраты. Благодаря подвижной оптической системе, прибор способен измерять тепловую диффузию в плоскости образца, выявляя "тепловые узкие места" и обеспечивая данные для оптимизации конструкций в электронике и энергетике.

Преимущества перед традиционными методами

Одним из ключевых преимуществ PLH-L53 является локальный нагрев образца, что позволяет выявлять неоднородности в распределении теплопроводности. Это особенно важно для гелей, полимеров и композитов, где локальные вариации могут привести к образованию "горячих точек" и снижению срока службы устройств. В отличие от LFA, который усредняет свойства по всему образцу, PLH дает возможность проводить локальный анализ, обеспечивая более полную картину теплового поведения материала.

Уникальная комбинированная система: PLH + LFA

Для максимальной гибкости LINSEIS предлагает интегрированное решение, объединяющее метод PLH и классический метод лазерной вспышки (LFA) в одном аппарате. Это патентуемое решение (патент заявлен) позволяет проводить комплексный термоанализ — от микронных пленок до массивных образцов толщиной до 6000 мкм. Такая комбинированная система идеальна для исследовательских лабораторий и производств, где требуется полный спектр измерений без необходимости приобретения нескольких отдельных приборов. При этом обе конфигурации имеют одинаковые габариты, что упрощает интеграцию в существующие лабораторные комплексы.

Автоматизация и высокая производительность

PLH-L53 оснащен роботизированным карусельным автосемплером на 3 или 6 образцов, что обеспечивает высокую пропускную способность и возможность проведения полностью автоматизированных серий измерений. Это особенно ценно для промышленного контроля качества, где важны скорость и воспроизводимость. Разнообразные держатели позволяют работать как с круглыми (диаметром 3, 6, 10, 12,7 и 25,4 мм), так и с квадратными образцами (5×5, 10×10, 20×20 мм²), что делает прибор универсальным для различных типов материалов.

Программное обеспечение нового поколения

Прибор управляется современным программным обеспечением LINSEIS, разработанным с акцентом на удобство, гибкость и интеграцию. Интерфейс обновлен, стал более интуитивным, поддерживает настройку под пользователя, онлайн-обновления, автоматическую проверку данных перед измерением и интеллектуальную диагностику ошибок. Программа позволяет проводить как прямую оценку данных в режиме реального времени, так и постобработку, включая анализ по нескольким методам (PLH и LFA). Поддерживается экспорт данных в ASCII, генерация отчетов по шаблонам, а также Python-интерфейс для разработки пользовательских плагинов и автоматизации сложных рабочих процессов.

Области применения

PLH-L53 находит применение в широком спектре отраслей:

• Электроника и микроэлектроника: анализ тепловых свойств подложек (сапфир, SiC, Al₂O₃), медных фольг, термоинтерфейсов.
• Аккумуляторные технологии: исследование сепараторов, токосъемников и тонких покрытий.
• Водородная энергетика: контроль мембран и протонных обменных пленок.
• Полимерная промышленность: измерение теплопроводности PTFE (тефлона), полиэтилена, полиимидов.
• Научные исследования: анализ анизотропии и неоднородности в новых материалах.

Технические характеристики PLH-L53

• Температурный диапазон: от комнатной температуры до 300 °C
• Скорость нагрева: 0,01 – 20 °C/мин
• Размеры образцов:
  • Круглые: Ø 3, 6, 10, 12,7, 25,4 мм
  • Квадратные: 5×5, 10×10, 20×20 мм²
   
• Толщина образцов: 10 – 500 мкм
• Робот-автосемплер: карусель на 3 или 6 образцов
• Источник излучения: CW-диодный лазер, до 5 Вт, длина волны 450 нм
• Диапазон тепловой диффузии: 0,01 – 2000 мм²/с (в зависимости от толщины)
• Точность: ±5%
• Воспроизводимость: ±5% (для PTFE толщиной 100 мкм — менее 1,5%)
• Габариты прибора: 550 × 600 × 680 мм
• Интерфейс подключения: USB или LAN

Подтверждение точности: реальные измерения

В брошюре представлены данные по измерению эталонных материалов. Например, для PTFE (тефлона) толщиной 100 мкм получено значение тепловой диффузии 0,1107 мм²/с, что полностью соответствует литературным данным. Для сапфира (Al₂O₃) измерения подтвердили эталонное значение 13,3 мм²/с. Измерения медной фольги (560 мкм) показали диффузию 117 мм²/с с высокой повторяемостью. Эти результаты демонстрируют надежность и точность прибора в реальных условиях.

Почему стоит выбрать PLH-L53?

PLH-L53 — это не просто измерительный прибор, а комплексное решение для передовых исследований и контроля качества. Он сочетает в себе немецкое инженерное мастерство, инновационные технологии и гибкость, необходимую для работы с современными материалами. Благодаря возможности модернизации до комбинированной системы PLH+LFA, прибор останется актуальным на долгие годы, адаптируясь к растущим требованиям вашей лаборатории.

LINSEIS предлагает не только оборудование, но и полный сервисный пакет, включая техническую поддержку, калибровку, обучение и доступ к сервисной лаборатории. Это делает PLH-L53 идеальным выбором для университетов, НИИ, производственных предприятий и стартапов, стремящихся к лидерству в области материаловедения.

Выбирая PLH-L53, вы получаете не просто данные — вы получаете глубокое понимание теплового поведения материалов, что позволяет ускорить разработку новых продуктов, оптимизировать их производительность и выйти на новый уровень инноваций.