

林赛斯 LFA L51 是一款多功能激光闪射仪,可用于高精度测定材料的热扩散系数、热导率及比热容。 该设备适用于固体、粉末、膏体及液体等多种形态样品的分析,广泛应用于电子封装、换热器、隔热材料及反应堆冷却装置等工业领域。其测试温度范围覆盖 -100 ℃ 至 1250 ℃,具备测试速度快、非接触、无损的特点,且样品制备流程简单、测试精度高。
该绝对测量法无需校准,符合 ASTM E-1461、DIN EN 821-2 及 DIN 30905 等多项国际标准。系统配备可由用户自行更换的 InSb 或 MCT 检测器(支持液氮制冷或帕尔贴制冷),并可选配液氮自动补充装置。通过选配计量系统,该设备可在真空或惰性气体氛围下运行,为高端热分析应用提供了极高的灵活性。
| 类型 | LFA L51 LT / 500 / 1000 / 1250 | ||
| 温度范围: | -100 - 500 °C RT 至 500 / 1000 / 1250 °C | 真空: | 低至 10-3 mbar (二级旋转泵) 低至 10-5 mbar (涡轮分子泵) |
| 加热速率: | 0.01 至 100 K/min | 数据采集频率: | 2.5 MHz |
| 冷却速率: | 最大 50 K/min(取决于型号) | 气路控制: | 手动或 MFC 气体流量控制器 |
| 热扩散系数: | 0.01 - 2000 mm2/s | 样品支架: | 适用于圆形、方形、粉末、膏体、层压板、 液体样品和机械压力、薄膜 |
| 导热系数: | 0.1 - 4000 W/(m∙K) | 样品尺寸: | 圆形试样:Ø 3、5、6、8、10、12.7 或 25.4 mm 方形试样:3×3、5×5、6×6、10×10 或 20×20 mm2 (厚度 0.01 mm 至 6 mm) |
| 激光源: | 闪光能量:15 J/pulse 可变脉冲能量:软件控制 脉冲宽度:50 至 2000 μs 按需定制:10 至 1600 µs | 样品数量: | 6 个样品(可按需增至 18 个) 5 个样品 (LFA 500 / 1250) |
| IR - 检测器: | InSb:≥ RT MCT:-100 - 500 ℃ | 其它选项: | 用于薄膜测量的 PLH 升级组件, 在受保护环境中分离的电子设备 |
| 气氛: | 真空、惰性、还原、氧化 | ||

聚四氟乙烯(PTFE)是一种用途广泛的材料,被应用于许多不同的行业和领域,比如化学加工和石油化工行业:由于聚四氟乙烯具有化学惰性且耐腐蚀,所以被用于容器内衬、密封件、垫片、钻井部件和垫圈等。
在本应用案例中,使用 LFA L51 设备在惰性气氛下对聚四氟乙烯样品进行了测量,测量温度最高达到 150 ℃ 。根据由热膨胀仪和差示扫描量热仪(DSC)记录的密度以及比热容数据可计算出导热系数。在测量的温度范围内,导热系数大致保持稳定,除了在大约 30 °C 时发生固态相变的例外。

石墨是一种以深灰色固体形态存在的碳的同素异形体。它具有相当高的耐化学性,用途广泛,例如作为阴极材料、建筑材料、传感器组件等。如果受热,它会与氧气反应生成一氧化碳或二氧化碳,然而,如果在无氧的惰性环境中加热,它能够达到非常高的温度,因此它被用作超高温熔炉的炉体材料甚至发热体。
在本实例中,使用 LFA L51 在真空环境下对一个石墨样品进行了分析。在室温至 1100 ℃ 之间的多个温度阶段直接测量了热扩散系数。在同一测量中,使用放置在第二个样品位置的已知石墨标准样品作为参考,测定了比热容。热扩散系数、比热容与密度的乘积得出相应的导热系数。结果显示,随着温度升高,导热系数呈典型的线性下降趋势,热扩散系数在 500 ℃ 以上呈现出平稳状态,比热容随温度略有增加。

Pyroceram 是康宁微晶玻璃品牌,在各种应用中用作标准材料,使用 LFA L51 对其进行测量,以证明热扩散系数的可重复性。从一块整体材料中切下了 18 个样品,总共进行了 18 次测量,每个样品都单独进行测量,结果显示,在高达 1160 °C 的温度范围内,测量结果的波动范围在 ±1% 以内。

采用 LFA L51 500 / 1000 仪器对标准玻璃陶瓷 BCR 724 进行了测试。为此,从块体材料板上切割出直径 25.4 mm、厚度 1 mm 的小圆片,并在表面涂覆石墨层以进行测量。
LFA L51 可直接测定该样品热扩散系数随温度变化的函数关系。通过对该样品和已知标准玻璃陶瓷进行同步对比测量,获得了比热容数据。基于密度、比热容和热扩散系数的乘积关系计算得出导热系数。结果显示:随着温 度升高,热扩散系数和导热系数呈轻微下降趋势,而比热容则持续上升。