Лазерный анализатор теплопроводности LFA L52

LFA L52 — передовой лазерный анализатор для точного определения термофизических свойств материалов

Компания LINSEIS, лидер в области термоанализа с 1957 года, представляет высокоточный прибор LFA L52 (ранее известный как LFA 1000) — современное решение для измерения тепловой диффузии, теплопроводности и удельной теплоемкости твердых тел, порошков, паст, жидкостей и многослойных материалов. Этот прибор стал эталоном точности и надежности в научных лабораториях и промышленных предприятиях по всему миру, где требуется высокая производительность и точность в исследованиях термофизических свойств.

LFA L52 разработан на основе передовой немецкой инженерии, что гарантирует высочайшее качество, инновационность и соответствие международным стандартам, включая ASTM E-1461, DIN 30905 и DIN EN 821. Это абсолютный метод измерения — калибровка системы не требуется, что значительно упрощает процесс и повышает достоверность результатов.

Принцип работы и преимущества метода лазерного всплеска (LFA)

Метод лазерного всплеска заключается в облучении тыльной стороны образца коротким импульсом лазерной энергии, что вызывает резкое, но равномерное повышение температуры на его поверхности. Инфракрасный детектор фиксирует изменение температуры на лицевой стороне образца во времени. На основе полученной кривой и времени достижения половины максимального прироста температуры (t½) рассчитывается тепловая диффузия по формуле:
a = 0,13879 × L² / t½,
где L — толщина образца, t½ — время достижения половины максимального прироста температуры.

Зная плотность (ρ) и удельную теплоемкость (Cp), можно рассчитать теплопроводность по формуле:
λ(T) = a(T) × Cp(T) × ρ(T).

Особенностью LFA L52 является возможность одновременного определения как тепловой диффузии, так и удельной теплоемкости (метод сравнения с эталоном), что делает прибор универсальным решением для комплексного термоанализа.

Уникальные технические характеристики LFA L52

• Температурный диапазон: от –100 °C до 500 °C (с детектором MCT) и от комнатной температуры до 1250 °C или 1600 °C (с детектором InSb)
• Скорость нагрева: от 0,01 до 50 °C/мин (в зависимости от печи)
• Диапазон тепловой диффузии: 0,01 – 2000 мм²/с
• Диапазон теплопроводности: 0,1 – 4000 Вт/(м·К)
• Точность:
  • Тепловая диффузия: ±2,4%
  • Удельная теплоемкость: ±5%
• Повторяемость:
  • Тепловая диффузия: ±1,9%
  • Удельная теплоемкость: ±3%
• Источник импульса: Nd:YAG лазер, энергия импульса — 0,05–25 Дж, длительность — 0,05–5 мс (регулируемая)
• ИК-детекторы: InSb (до 1600 °C), MCT (от –100 °C до 500 °C), легко заменяемые пользователем
• Частота сбора данных: 2 МГц
• Атмосфера измерения: инертная, окислительная, восстановительная, вакуум (до 10⁻⁵ мбар)
• Система газового контроля: ручная или с MFC-дозаторами
• Пропускная способность: до 18 образцов за цикл (автоматизация с помощью робота-податчика)
• Типы образцов: круглые (3, 6, 10, 12,7, 25,4 мм), квадратные (3×3, 10×10, 20×20 мм), порошки, пасты, многослойные структуры, тонкие пленки

Гибкость и модульность — инвестируйте поэтапно

Одним из главных преимуществ LFA L52 является модульная конструкция. Пользователь может начать с базовой конфигурации и в любой момент модернизировать систему: заменить печь для расширения температурного диапазона или установить другой детектор (InSb/MCT). Это делает прибор идеальным решением как для исследовательских центров, так и для предприятий, где бюджет и задачи развиваются поэтапно.

Высокая производительность и автоматизация

Система оснащена роботом-податчиком образцов и ИК-печью, что обеспечивает одну из самых высоких скоростей обработки в отрасли. Полный цикл измерения до 18 образцов занимает всего несколько часов, что критически важно для лабораторий, выполняющих массовые испытания в рамках контроля качества.

Программное обеспечение — интеллектуальный анализ и надежность

Программное обеспечение LFA L52 работает под управлением Windows и предлагает интуитивно понятный интерфейс для настройки измерений, автоматического контроля робота, газовой атмосферы и обработки данных. Встроенные модели оценки (Parker, Cowan, Dusza, Azumi, Degiovanni и др.) позволяют точно корректировать данные с учетом потерь тепла, конечной длительности импульса и многослойной структуры образцов.

Особое внимание уделено модели Dusza Combined Model — уникальному алгоритму, который одновременно учитывает конечную длительность импульса и потери тепла. Эта модель обеспечивает наилучшее соответствие экспериментальным данным, особенно для материалов с низкой теплопроводностью, таких как PMMA, или для полупрозрачных образцов, где стандартные методы дают искаженные результаты. Модифицированная версия модели корректирует искажения, вызванные проникновением лазерного света внутрь материала (например, в плавленом кварце), что делает LFA L52 незаменимым для анализа сложных материалов.

Широкий спектр применений

LFA L52 активно используется в таких отраслях, как:

• Электроника и полупроводники (теплоотводы, упаковка)
• Аэрокосмическая промышленность
• Производство керамики, стекла и композитов
• Энергетика (теплообменники, реакторы)
• Полимеры и пластмассы
• Исследования новых материалов (графен, CMC, тонкие пленки)

Примеры из практики: измерение теплопроводности графита показало типичное линейное снижение с ростом температуры, а для стеклокерамики Pyroceram было подтверждено высокое воспроизводимое значение диффузии с отклонением всего ±1% в диапазоне до 1250 °C. Исследования серебра показали, что минимальная толщина образца для точных измерений — около 200 мкм, что важно учитывать при работе с тонкими слоями.

LINSEIS — технологическое лидерство и поддержка клиентов

Компания LINSEIS не только разрабатывает и производит высокоточное оборудование, но и предлагает полный спектр сервисных услуг: калибровку, техническую поддержку, обучение и лабораторные испытания. Глобальное присутствие — в Германии, США, Китае и Индии — обеспечивает оперативную поддержку клиентам по всему миру.

LFA L52 — это не просто прибор, а инвестиция в будущее вашего исследовательского или производственного процесса. Благодаря высокой точности, модульности, автоматизации и передовому программному обеспечению, он становится ключевым инструментом для разработки новых материалов, оптимизации технологий и обеспечения качества продукции на высочайшем уровне.