从古至今，材料一直是技术进步的推动力。新材料对社会进一步发展的巨大重要性至今没有改变。超过三分之二的技术创新可以直接或间接地追溯到新材料。
在研发中，性能显著改善的新材料增加了行业的竞争力，在推动可持续经济和提升人类生活质量方面发挥了重要作用。
无论是陶瓷纤维、生物塑料还是纳米技术，复杂的且通常为非均匀的材料，它们的进一步发展需要强大而坚实的基础研究。相应地需要在材料物理领域进行各种可能性的研究，包括比热容、熔点、膨胀系数、烧结行为或新材料的导热性能等。
目前，聚合物研究、混合材料、超级半导体和超轻材料是汽车和航空航天工业感兴趣的领域。其中一些材料包括碳化硅、铝化钛，在研究和开发中发挥着重要的作用。然而，在未来，日常用品将越来越多的由新材料组成，使它们更具功能性和安全性。这些产品的处理将更快、更安全、更舒适。
所研究的样品是厚度为 25 µm 的薄轧钢箔。例如，钢箔可以用于机器调整或磁铁系统生产中的距离补偿。
极薄的样品和由此产生的极短的测量时间将使用传统垂直方向测量方法的 LFA 推向了极限。为了能够准确测量这样薄的样品，可以使用面内附件（in-plane）水平方向测量的方法。
在室温至 1200 ℃ 范围内对薄钢箔进行测量。从室温到 900 ℃ ，热扩散系数随着温度的升高而增大。在 900 ~ 1000 ℃ 之间，热扩散系数迅速增大。在这个温度区间内，样品开始熔化，导致剧烈的热扩散率变化，随后，温度的进一步升高导致热扩散率降低。
下面的 LFA 测量显示了铜热扩散率的两种测量方法：面间和面内测量模式。对于面间测量模式，使用 1.43 mm 厚度的铜样品和 “标准” 样品仓。面内测量模式，使用 40 μm 厚的铜箔在面内附件中进行测量。
在室温下分别测定 10 次和 15 次。两次测量之间的等待时间设置为两分钟，以确保样品完全冷却。通过面间模式测量的热扩散率平均值为 1.16 cm²/s ，极小的标准偏差表明LFA测量具有较高的精度。面内测量模式得到的热扩散率平均值约为 1.20 cm²/s 。
铜的热扩散系数的文献值为 1.17 cm²/s 。因此，通过面间模式测量的误差仅为 0.85 % ，面内模式测量的误差约为 2 % ，显示了 LFA L52 设备的高测量精度。
石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色、不透明固体，化学性质稳定，在许多领域具有广泛的应用，例如作为阴极材料，建筑材料，传感器组件等等。
如果加热，它与氧气反应生成一氧化碳或二氧化碳。然而，如果它在惰性、无氧环境中加热，它可以达到非常高的温度，因此它被用于超高温熔炉中作为炉子材料甚至加热器。
在本实例中，使用激光导热仪 LFA L52 在真空条件下分析了石墨样品在室温至 1500 °C 范围内的热扩散率，在同一测量周期内，以石墨标样为基准，采用比较法测量比热容。根据样品的热扩散率、比热容和密度，可以确定其热导率。结果表明，热导率随着温度的升高持续减小，热扩散率在 500 ℃ 以上呈平稳状态。比热容随着温度的升高而增加。
使用 LFA 时，还可以测量具有多个层的样品，从而能够对两层或三层进行表征。为此，该软件提供了一种多层测量模型，可用于分析各个层的特性。
下图中蓝色曲线展示了使用 LFA L52 对多层样品热扩散率的测量结果，该样品由基底和厚度约 60 µm 的涂层组成。结果显示，样品热扩散率随温度的升高呈现近乎恒定的下降趋势。随后使用多层模型对整个样品的测量数据进行分析。在此过程中，需要已知基底和涂层的厚度，同时，还需知道或测量基底的热扩散率。若已知各层的其他物理性质（如密度和比热容），则可进一步计算出基底和涂层这两层的热导率。橙色曲线展示了涂层热扩散率的评估结果，其数值显著低于对整个样品直接测量所得的结果。
纤维增强聚合物是一种由纤维和聚合物基体组成的复合材料。纤维增强聚合物因其高强度、高刚度、低密度、抗腐蚀和易加工等特点，广泛应用于各个领域。
增强纤维对纤维聚合物的性能有显著的影响，因此，了解其属性非常重要，尤其是在高端应用领域。
图中显示了使用 LFA L51 测量铜纤维样品在室温至 200 ℃ 范围内的热扩散率和热导率的结果，面内的热导率和热扩散率明显高于纤维取向方向的测量结果。因此，这种面内的测量方法是分析材料性能和验证符合预期应用的很好工具。
耐火材料是无机非金属材料，其设计目的是能够承受极高的温度。在这些高温环境下，它们具有物理和化学稳定性，同时还能抵御化学试剂引起的腐蚀和物理磨损。耐火材料通常为陶瓷材质，由硅、铝、钙、镁的氧化物以及氧化锆组成。
应用领域主要包括钢铁工业、玻璃工业、能源与环境技术以及石油化工行业。例如，耐火材料可用于熔炉、壁炉砖衬里或航天飞机的再入热防护层。对于某些应用场景，材料必须具备特定范围的导热系数和热膨胀系数。因此，对其热性能的研究至关重要。
本实验使用激光导热仪 LFA L52 在室温至 1200 ℃ 的温度范围内对三种不同的耐火材料进行热扩散系数测定，测试温度间隔为 100 ℃ 。如下图是三种不同耐火材料热扩散系数的测试结果，结果显示，所有耐火材料的热扩散系数首先呈现下降趋势，随着温度的升高，热扩散系数略有增加，此三种耐火材料均具有较低的热扩散系数。
新型高速同步热分析仪（High-Speed STA）由经典的 STA L81 与新增的用于高速热重（TG）测量的感应炉组合而成。它既能提供标准的同步热分析（STA）测量，也能进行具备极快升 / 降温速率的热重（TG）测量。
对一个样品的完整分析可在几分钟内完成（包括冷却过程），且能获得与需长达 4 小时的标准分析相同的结果。倘若需要在短时间内测量大量样品，如在质量控制或工艺监测场景中，这一特性将为您带来显著优势。
下述曲线展示了草酸钙标准样品的测量结果。蓝色曲线和红色曲线（分别为相对质量变化和绝对质量变化）存在三个质量损失阶段，其中第一个阶段是脱去 H₂O ，第二个阶段是失去 CO ，第三个阶段是失去 CO₂ 。生成的氧化钙（CaO）随后会与第一个阶段释放的水发生反应，即如果反应环境为静态气氛，这些水会残留在反应室内，这表明在冷却过程中，约 580 °C 时会生成氢氧化钙（Ca(OH)₂）。对于标准同步热分析（STA）或热重分析（TG）而言，由于冷却速率较慢，这最后一个阶段将难以观察到。但在本案例中，整个测量周期仅需 20 分钟即可完成，升降温速率为 2 K/s ，但使用感应式同步热分析仪（STA），您可以轻松将速率提升至 100 K/s 。
