材料的熱物理性質(zhì)以及最終產(chǎn)品的傳熱優(yōu)化在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越重要。
??經(jīng)過幾十年的發(fā)展，閃射法已經(jīng)成為常用的用于各種固體、粉末和液體熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)的測量方法。
薄膜熱物性在工業(yè)產(chǎn)品中正變得越來越重要，如：相變光盤介質(zhì)、熱電材料、發(fā)光二極管（LED ） ，相變存儲器、平板顯示器以及各種半導(dǎo)體。在這些工業(yè)領(lǐng)域中，特定功能沉積膜生長在基底上以實(shí)現(xiàn)器件的特殊功能。由于薄膜的物理性質(zhì)與塊體材料不同，在許多應(yīng)用中需要專門測定薄膜的參數(shù)。
??基于已實(shí)現(xiàn)的激光閃射技術(shù)，LINSEIS TF-LFA 薄膜導(dǎo)熱測試儀(Laserflash for thin films)可以測量80nm——20μm厚度薄膜的熱物理性質(zhì)。
1.瞬態(tài)熱反射法（后加熱前檢測（RF））:
由于薄膜材料的物理性質(zhì)與基體材料顯著不同，必需要有相應(yīng)的技術(shù)來克服傳統(tǒng)激光閃射法的不足，即瞬態(tài)熱閃射法。
? 測量模型與傳統(tǒng)激光閃射法相同：檢測器和激光器在樣品兩側(cè)。考慮到紅外探測器測試薄膜太慢，因此檢測是通過熱反射方法完成的。該技術(shù)的原理是材料在加熱時，表面反射率的變化可最終用于推導(dǎo)出熱性能。測量反射率隨時間的變化，得到的數(shù)據(jù)代入包含的系數(shù)模型里面并快速計(jì)算出熱性能。
2. 時域熱反射法（前加熱前檢測（FF））:
時域熱反射技術(shù)是另一種測試薄層或薄膜熱性能（熱導(dǎo)率，熱擴(kuò)散率）的方法。測量方式的幾何構(gòu)造被稱為“前加熱前檢測（FF）”，因?yàn)闄z測器和激光在樣品上的同一側(cè)。該方法可以應(yīng)用于非透明基板上不適合使用RF技術(shù)的薄膜層。
3. 瞬態(tài)熱反射法（RF）和時域熱反射法（FF）相結(jié)合:
兩種方法可以集成在一個系統(tǒng)中并實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合。
型號 | TF-LFA |
溫度范圍 | RT RT 至 500℃ -100℃ 至 500℃ |
加熱速率 | 0.01 至 10 K/min |
激光器 | Nd:YAG Laser |
脈沖電流 | 90 mJ/Implus（軟件控制） |
脈寬 | 8ns |
激光探頭 | CW DPSS-Laser (473 nm), 50 mW |
感光器 | Si-PIN-Photodiode，有效直徑：0.8mm， 直流電壓…400MHz，響應(yīng)時間：1ns |
測量范圍 | 0.01 mm2/s 至1000 mm2/s |
樣品直徑 | 圓形樣品 ∅ 10 至 20 mm |
樣品厚度 | 80 nm 至 20 µm |
氣氛 | 還原，氧化，惰性 |
真空度 | 高至 10 E-4mbar |
所有的LINSEIS熱分析設(shè)備都是用計(jì)算機(jī)控制的，各個軟件模塊僅在Microsoft® Windows®操作系統(tǒng)上運(yùn)行。完整的軟件包括3個模塊：溫度控制，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析。與其他熱分析系統(tǒng)一樣，該32位Linseis軟件可以實(shí)現(xiàn)所有測量準(zhǔn)備、實(shí)施和評估的基本功能。
特點(diǎn)
- 全兼容MS® Windows™ 的32位軟件
- 在斷電的情況下數(shù)據(jù)安全
- 熱電偶斷線保護(hù)
- 實(shí)時測量分析
- 測量曲線比較
- 存儲和分析結(jié)果輸出
- 數(shù)據(jù)ASCII碼的導(dǎo)出和導(dǎo)入
- 數(shù)據(jù)生成到MS Excel
評估軟件
- 相關(guān)測試參數(shù)的自動或手工輸入：密度、比熱
- 模型向?qū)В哼x擇合適的模型
- 接觸電阻的測定
測量軟件
- 簡單和友好的數(shù)據(jù)輸入界面：溫度段、氣體等
- 軟件自動顯示電能脈沖后的測量校正
- 全自動測量
材料
陶瓷/玻璃/建材，金屬/合金，無機(jī)物。
工業(yè)領(lǐng)域
陶瓷，建材和玻璃工業(yè)，汽車/航空/航天，發(fā)電/能源，企業(yè)研發(fā)和學(xué)術(shù)科研，金屬/合金工業(yè)，電子工業(yè)。
