DIFUSIVIDAD TÉRMICA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Difusividad Térmica, Conductividad Térmica La información de las propiedades termo físicas de los Linseis ofrece una variedad de instrumentos para medir la materiales y la optimización de la transferencia de calor de Difusividad Térmica. El XFA 500 ofrece una solución rentable productos vitales está adquiriendo una enorme importancia para un rango de temperaturas entre TA y 500°C. El diseño en aplicaciones industriales. Durante las últimas décadas, el altamente modular permite modernizar al sistema de gama alta método flash se ha convertido en la técnica más usada para LFA 1000 siempre que la medición lo requiera o el la medición de la difusividad térmica y la conductividad térmica movimiento lo permita. de varios tipos de sólidos, polvos y líquidos. El LFA 1000/1000 HT ofrece tasas de muestreo Las áreas de aplicación son el encapsulado electrónico, disipadores de calor, sportes, refrigeración de reactores, insuperables, hasta 6 muestras a la vez, una alta modularidad, tres hornos intercambiables diferentes (-125 hasta 2800°C) intercambiadores de calor, aislantes térmicos,... La preparación y dos detectores, así como un diseño de alto vacío de muestra sin problemas,el reducido tamaño de la muestra,los (10e5 mbar). rápidos tiempos de medición y la alta precisión son solo algunas de las ventajas de esta técnica de medición sin Para determinar el Calor Específico (Cp) y la Densidad (r), Linseis tiene a su disposición un amplio abanico de contacto y no destructiva. Calorímetros de Barrido Diferencial y Dilatómetros. -125–2800°C Diamante 1000 Aluminio, Grafito Silicio Hierro, Acero -150–300°C Alúmina, Ladrillos de Carbono 1.0 0.1 0.01 Flash 10.0 Hilo de Calor -180–650°C Medidor de Flujo de Calor Conductividad Térmica W/(m·K) 100 Nitruro de Silicio Silicatos de Alúmina Cerámica Porosa, Refractarios Hormigón, Vidrio, Arcilla Refractaria Agua Madera, Polímeros, Carbón Paneles de Construcción, Aceites Paneles de Fibra, Aislamientos de Fibra Aire, Poliestireno, Espumas PUR 0.001 Aislamiento al Vacío Principio Principio Se coloca la muestra en el robot de muestras, situado en el horno. Luego se mantiene el horno a una temperatura predeterminada. A esa temperatura se irradia la superficie de la muestra con un pulso de energía programado (láser o xenon flash). Este pulso de energia provoca un aumento de temperatura homogéneo en la superficie de la muestra. Se mide el aumento de temperatura resultante en la superficie posterior de la muestra con un detector IR de alta velocidad y se calculan los valores de la difusividad térmica, con el aumento de la temperatura respecto al tiempo. La señal de medición resultante calcula la difusividad térmica, y en la mayoría de los casos el Calor Específico (Cp). Si se identifica la densidad (r), puede calcularse la conductividad térmica: l(T)=a(T)·cp(T)·r(T) XFA 500/LFA 1000 Difusividad Térmica y Medición de Conductividad La técnica Laser Flash cubre el rango más amplio de entre todas las técnicas, 0.1 hasta 2000W(m*K) para la Conductividad térmica y 0.01 hasta 1000 mm2/s para la Difusividad Térmica. Precisión y Repetibilidad La máxima precisión y reproducibilidad, +/-3% para la difusividad térmica y +/-5% para la conductividad térmica (Los valores pueden variar en aplicaciones concretas) Evaluación multicapa El potente paquete de software permite evaluar sistemas de dos o tres capas. Correspondencia con Estándares Internacionales Técnica Absoluta El método usado es una técnica de medición absoluta (de la difusifivad térmica), por lo tanto no hay necesidad de calibrar el sistema. Velocidad y Flexibilidad The combination of sample robot and test method allows unbeaten measurement turnaround time. A typical measurement for up to 6 samples takes only a few hours. Diseño del Sistema Linseis ofrece un inigualable sistema de diseño modular para estos Analizadores de propiedades Termofísicas. Es posible ampliar el rango de temperatura (hornos/sistemas de medición intercambiables) y el dectector (InSb/MCT). Esto permite al usuario empezar con una solución de bajo coste e ir ampliando Los instrumentos LINSEIS LFA y XFA funcionan de acuerdo a estándares nacionales e internacionales, como el ASTM las capacidades del sistema siempre que la aplicación lo requiera o el espacio lo permita. E-1461, DIN 30905 y DIN EN 821. Software Todos los instrumentos de termo análisis LINSEIS son Software de Evaluación controlados por PC. Los módulos individuales de software funcionan exclusivamente bajo sistemas operativos Microsoft® • Entrada manual o automática de datos relacionados con la medición: (densidad), Cp (Calor Específico) Windows®. El software completo consta de 3 módulos: control de • Tª, adquisición de datos y evaluación de datos. El software de • Asistente de selección de modelos de análisis 32-bits LINSEIS provee todas las funcion necesarias para la • Corrección de pérdida de calor preparación de la muestra, ejecución y evaluación. Gracias a los • Modelo multicapa especialistas y expertos en aplicación LINSEIS ha sido capaz de • desarrollar un software sencillo de entender y altamente práctico. • Corrección de pulsos finitos Determinación de la resistencia de contacto Determinación del Calor Espefífico (Cp) mediante método comparativo Software General • Software de 32-bitscompatible con MS® Windows™ • Seguridad de datos frente a fallos eléctricos • Protección frente a ruptura Termopar • Evaluación de la medición actual • Comparación de Curvas • Almacentamiento y exportación de las evaluaciones • Exportación/Importación de datos ASCII • Exportación de Datos a MS Excel • Análisis multimétodo (DSC TG, TMA, DIL, etc.) • Control de gas programable Software de medición • Sencilla y manejable entrada de datos para segmentos • Robot de Muestras controlable • El software muestra automáticamente correcciones de temperatura, gases, etc. de las medidas tras el pulso de energía • Procedimiento de medición completamente automatizado de mediciones con múltiples muestras Diseño del Sistema Detector Iris Horno Portamuestras Laser Xenon Flash Laser Horno El Laser Nd: YAG usado tiene una potencia de salida de 25J por pulso.Tanto la potencia como la longitud del pulso pueden ajustarse usando el Software. El diseño del sistema incluye La unidad LFA/XFA puede equiparse con 4 hornos diferentes. Todos los hornos son fácilmente intercambiables: todo lo necesario para una operación segura, “Laser Clase 1”. Analizador LFA 1000 Crio-Horno -125 hasta 500°C Lámpara de Xenon Flash LFA 1000/XFA 500 Horno 1: TA hasta 600°C La segunda fuente de pulsos, la lámpara de Xenon flash Modelo de Horno Temperatura LFA 1000 Horno 2: TA hasta 1250°C LFA 1000 Horno 3: TA hasta 1600°C proporciona una solución de bajo coste para mediciones de LFA 1000 HT Horno 4: TA hasta 2000°C propiedades Termofísicas. La lámpara libera un pulso de LFA 1000 HT Horno 5: TA hasta 2800°C energía máximo de 10J/pulso. Detectores Robot de muestra El sistema también puede ser equipado con un detector InSb El robot de muestras motorizado permite manejar hasta 6 muestras (redondas de 10 ó 12.7mm o cuadradas de 10mm), o 3 muestras (redondas de 25.4 mm). Este diseño ofece excelentes rendimientos tamaños de muestra. Las muestras o con un detector MCT. Ambos son canjeables fácilmente. Ambos detectores pueden encargarse con un Dewar de 8 ó 24 horas. Para mediciones aún más largas puede encargarse un accesorio de enfriamiento automático junto con el Dewar. líquidas pueden medirse en contenedores especiales (pueden solicitarse para otras geometrías o tamaños de muestra). Opciones Ambientales El sistema puede operar en vacío (10e-5mbar), o en atmósferas oxidantes o reductoras. Además, para generar atmósferas específicas, se puede agregar una caja de control de gas (2, 3 o 4 gases), controlada por Software manual o automáticamente. Aplicaciones Ejemplo de Aplicación: Grafito (policristalino) El Grafito es un material excelente para comprobar el material, que pueden analizarse mediante metodos comparativos rendimiento del Analizador Térmico Laser/Xenon Flash. El o mediante el uso de DSC / DSC de Alta Temperatura, muestra material analizado muestra la difusividad térmica máxima en un incremento significativo a mayores temperaturas. torno a la temperatura ambiente. El calor específico del Ejemplo de Aplicación: Aluminio y Cobre Los metales puros como el Cobre y el Aluminio se usan en materiales se conmparan con los valores teóricos. Los resultados ejemplo para demostrar el rendimiento del elemento Laser obtenidos varían menos del 2% respecto al valor teórico; lo que Flash Linseis. Los resultados de las mediciones de ambos demuestra el excelente rendimiento del instrumento. Aplicaciones Grafito Isotrópico (AIST) Este Gráfico muestra los valores de Difusividad Térmica por el AIST* del Grafito Isotrópico utilizado respecto de los medidos en un Linseis LFA 1000, comparado con los valores resultados medidos por el LFA 1000 varían en menos 2%. *(National medidos en el AIST* Japón. Los valores teóricos obtenidos Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan) 11 0.9 AIST LFA 1000 Difusividad Térmica /cm2/s 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 300 500 700 900 1100 1300 1500 Temperatura [K] Especificaciones Técnicas Sample dimensions: XFA 500 LFA 1000 LFA 1000 HT Ø 10 mm, 0.1 to 6 mm thick Ø 10 mm, 0.1 to 6 mm thick for one sample Ø 10 up to 25.4mm, Ø 12.7 mm, 0.1 to 6 mm thick Ø 12.7 mm, 0.1 to 6 mm thick Ø 25.4 mm, 0.1 to 6 mm thick Ø 25.4 mm, 0.1 to 6 mm thick 0.1 to 8 mm thick 10x10 mm, 0.1 to 6mm thick Max. Sample number: Up to 6 samples Ø 12,7mm round 10x10 mm, 0.1 to 6mm thick Up to 6 samples Ø 12,7mm round Up to 3 samples Ø 25,4mm round Up to 3 samples Ø 25,4mm round Temperature range: RT up to 600°C -125 up to 500°C RT up to 2000/2800°C RT up to 1250/1600°C RT up to 1250/1600°C Vacuum: 10E-5mbar 10E-5mbar 10E-5mbar Atmosphere: inert, oxidizing or reducing inert, oxidizing or reducing inert or reducing Thermal Diffusivity 0.01 mm2/s up to 1000 mm2/s 0.01 mm2/s up to 1000 mm2/s Thermal Conductivity 0.1 W/(m·K) to 2000 W/(m·K) 0.1 W/(m·K) to 2000 W/(m·K) Measuring range: Repeatability Thermal Diffusivity: ±3% (for most materials) ±3% (for most materials) ±3% (for most materials) Specific Heat: ±5% (for most materials) ±3% (for most materials) ±3% (for most materials) Accuracy Thermal Diffusivity: ±3% (for most materials) ±3% (for most materials) ±3% (for most materials) Specific Heat: ±5% (for most materials) ±3% (for most materials) ±3% (for most materials) Pulse source: Xenon Flash Nd: YAG Laser Nd: YAG Laser Pulse energy: 10J/pulse 25J/pulse 25J/pulse Pulse energy adjustment: yes yes yes Pulse length adjustment: no software adjustable software adjustable Sensor type: InSb, LN2 cooled InSb or MCT, LN2 cooled InSb or MCT, LN2 cooled LINSEIS GmbH Vielitzerstr. 43 95100 Selb Germany Tel.: (+49) 9287–880 - 0 Fax: (+49) 9287–70488 E-mail:info@linseis.de LINSEIS Inc. 20 Washington Road P.O.Box 666 Princeton-Jct. NJ 08550 Tel.: (609) 799–6282 Fax: (609) 799–7739 E-mail: info@linseis.com Products: DIL, TG, STA, DSC, HDSC, DTA, TMA, MS/FTIR, Laser Flash Services: Service Lab, Calibration Service www.linseis.com