Discovery 雷射閃光 DLF 1600 是先進的獨立式儀器,能夠對於從室溫到 1600°C 的材料測量熱擴散和比熱容量。獨特設計結合專屬雷射、雷射光學、偵測器和爐膛技術,並結合獨特的專利高純度氧化鋁五位試樣轉盤,達到前所未有的測量準確度和試樣處理量。DLF 1600 能夠在各種大氣條件下運作,包括空氣、惰性氣體或真空下,呈現各種材料的特性,包括聚合物、陶瓷、碳,石墨、複合材料、玻璃、金屬和合金。
DLF 1600 功能
- 強大的雷射比競爭對手的任何設計多提供 40% 的能量,對於最高溫度和最廣泛的試樣進行最精確的測試,無論厚度和導熱係數如何均可進行
- 專利光纖棒提供均勻度達到 99% 的光束,可透過最一致的方式傳輸到試樣
- 專利* 五位轉盤可達到絕佳的處理量,並且可用於優異的熱容量測量
- 靈活的轉盤設計可搭配最廣泛的測試適用的各種試樣架、配接器和專用夾具
- 先進氧化鋁隔焰室管爐膛可發揮從室溫到 1600°C 的絕佳溫度效能,而且可在空氣、惰性氣體或真空中測量
- 高靈敏度紅外偵測器提供最佳的信號雜訊比,在整個溫度範圍內達到最高的準確度
- 即時脈衝映射可供薄材料和高傳導性材料達到絕佳的散熱性
- 符合多種業界標準檢驗方法,包括 ASTM E1461、ASTM C714、ASTM E2585、ISO 13826、ISO 22007-Part4、ISO 18755、BS ENV 1159-2、DIN 30905
*美國專利 6.375.349.B1
雷射來源
類型 | 第 1 級 Nd:玻璃,地面直立式 |
脈衝能量 (可變) | 達到 35 焦耳 |
脈衝寬度 | 300 微秒至 400 微秒 |
專利傳輸光學 | 光纖棒 |
爐膛
溫度範圍 | 室溫至 1600°C |
大氣 | 空氣、惰性氣體、真空 (50 毫托) |
偵測
熱擴散範圍 | 0.01 至 1000 mm2/s |
熱傳導範圍 | 0.1 至 2000 W/(m*K) |
資料採集 | 16 bit |
準確度
熱擴散 | ±2.3% |
熱傳導 | ±4% |
可重複性
熱擴散 | ±2.0% |
熱傳導 | ±3.5% |
試樣
圓形 | 8、10、12.7 和 15.9 公釐直徑 |
方形 | 8 和 10 公釐長度 |
最大厚度 | 10 mm |
自動取樣器
類型 | 五位轉盤 |
高功率雷射與先進光學
高功率雷射與先進光學
DLF 1600 提供業界最強大穩定的雷射光源和最高效率的傳輸系統。專利第 1 級釹磷酸鹽玻璃雷射與光纖功率棒系統,內建校準功能,可確保有效產生雷射能量並傳輸到試樣。
- TA 設計和製造的專利雷射
- 相較於最接近的同級系統,傳輸到試樣表面的能量多 40%
- 99% 均勻的雷射能量曲線
- 無雜訊設計 – 雷射和爐膛模組相分隔可消除電磁干擾的影響,確保光學校準的長期穩定性
彈性高效率試樣轉盤
彈性高效率試樣轉盤
只有 DLF 1600 提供標準轉盤,能夠在一次實驗中同時對於最多五個試樣進行高達 1600°C 的實驗。轉盤接受直徑達到 15.9 公釐且厚度達到 10 公釐的試樣,相較於任何同級閃光儀器,直徑大 20%,厚度大 50%。可選的托盤和配接器可以適應各種試樣尺寸和形狀,包括圓形和方形。專用試樣架可盛裝液體、粉末、糊狀物、層壓板和薄膜的平面測試器材。
1600 °C 爐膛
1600°C 爐膛
DLF 1600 爐膛的巧妙設計在溫度效能的各個方面均與同級閃光分析儀器不同。爐膛運用高品質矽化鉬 (MoSi2) 加熱器、高純度氧化鋁隔焰室管,以及沿其長度可防止熱擾動的多個擋板。最終產生的爐膛能夠達到最穩定一致的加熱效果,在 1600°C 穩定控制試樣。操作 DLF 1600 時,轉盤中的每個試樣絶對可在整個測試時間內達到並維持從環境溫度到 1600°C 的設定溫度。試樣測試可以在靜態或動態大氣中進行,包括真空、含氧或惰性氣體吹掃。最終進行從室溫到 1600°C 的可重現熱擴散測量。
高精度紅外偵測器與光學
高精度紅外偵測器與光學
DLF 1600 包含高靈敏度液態氮低溫銦銻 (InSb) 紅外偵測器,在整個溫度範圍可達到最佳訊號雜訊比。內建液態氮保溫真空瓶提供無人操作的 24 小時運作,可延長實驗時間,完全無間斷。此外,偵測器路徑的光學元件可確保對於試樣溫譜圖進行一致且準確的測量。紅外偵測區域涵蓋 90% 以上的試樣表面,因此收集代表性的資料,而不受外界輻射的影響,包括不完善的試樣準備引起的邊緣效應,例如「閃過」。
絕佳準確度和可重複性
絕佳準確度和可重複性
定義一組測量數據與真實值相近程度的準確度,對於瞭解儀器在已知條件下的運作情況相當重要。右上方的數據顯示一個鉬試樣連續三次實驗並與參考值比較所得到的結果。資料顯示整個溫度範圍的 DLF 1600 準確度高於 ±2%,優於規格的 2.3%。必須注意的是,即使達到 1600°C 的溫度上限,結果也相當準確,偏差僅 1.26%。
測量系統的可重複性或精度是由同一儀器在相同條件下進行測量時出現的變化所決定。右下方的數據顯示從室溫到 1600°C 且每次調高 100°C 測量五個鉬試樣所達到的測量可重複性。與平均的偏差在 ±1% 內,幾乎 80% 的結果都在平均的 ±0.5% 內。這些結果在規格的 ±2% 內,對於整個溫度範圍展現 DLF 1600 的絕佳可重複性。
最準確的擴散測量 – 即使在最極端的條件下
最準確的擴散測量 – 即使在最極端的條件下
任何儀器進行準確測量的能力取決於系統的所有設計元件共同運作的效率。在閃光儀器上,這些元件包括光源、脈衝傳輸、偵測器,以及爐膛。瞭解閃光系統效能的好方法,是在同時達到所有元件測量極限的條件下評估試樣。最大厚度和最高溫度的試樣是此類閃光極端使用情況的其中一例。
9.9 公釐厚的熱石墨試樣 (比同級儀器允許的厚度上限多 65%) 經過 DLF 1600 測試,測試溫度從 100°C 調高到 1600°C,每次調高 100°C。右上方顯示了 1600°C 最困難之測量的原始資料溫譜圖。這裡可以看出,DLF 1600 結合高能量專利雷射和脈衝輸送、有均勻熱區的高溫爐膛、靈敏的紅外偵測器,以及 16 位元資料處理,產生高訊號雜訊比,因此得到最苛刻的條件下絕佳的溫譜圖結果。
右下圖顯示 9.9 公釐厚的熱石墨試樣與厚度各為 3.2 公釐和 6.1 公釐的兩個較薄試樣相比的熱擴散結果,該圖另疊加參考資料。圖中的結果清楚顯示 DLF 1600 的絕佳設計可在最多樣的條件下進行準確的測量。所有值均介於參考的 ±2% 內。即使在最嚴苛的條件下進行最大厚度且超過 50% 的熱擴散測量,顯示偏差小於 1%。
輕鬆準確獲得閃光分析資料的絕佳軟體平台
所有 Discovery 閃光儀器均包含儀器控制和資料分析的 FlashLine™ 軟體。Microsoft Windows 版軟體提供直覺式表格型格式,藉由儀器控制介面即可進行實驗參數的簡單程式設計。即時監視可在每次測試時立即評估資料品質和儀器效能。資料分析模組的自動化例行程序為使用者提供先進的分析工具,包括傳導和輻射的熱消耗修正模型。脈衝形狀映射測量系統整合的 FlashLine 將按照進行脈衝形狀和寬度修正的時間,決定雷射脈衝的確切形狀。這也能夠識別閃光零距原點,並且能夠進行有限脈衝效應修正,此修正對於準確測量薄試樣和高擴散材料而言相當重要。此外,TA Instrument 也開發出「適配度」評估工具,能夠讓使用者選取不同的熱擴散模型所計算的最佳結果。
軟體功能:
- 無限溫度區段,以及使用者定義的溫度增量
- 使用者可按照溫度區段對於每個試樣選取的雷射能量
- 測試期間任何已完成區段的資料分析
- 以比較方法決定比熱容量
- 自動多次選取和平均的選項
- 透明和半透明試樣的輻射元件修正
- 閃光能量的自動最佳化
- 試樣略過和精度條件的選項
- X 和 Y 區段的快速縮放功能
- 反映溫度與熱擴散、比熱容量和熱傳導率之間關係的表格和圖形
- 測試期間和測試完成時所有模型的計算
標準模型包括:
- 多維度熱損失修正和非線性迴歸的 Gembarovic 模型
- 「適配度」評估工具,支援選擇最佳模型結果
- 決定 t0 的脈衝重心
- 脈衝長度和形狀修正
- 兩層和三層分析
- 平面
- 主要模型:Clark and Taylor、Cowan、Degiovanni、Koski、Least Squares、Logarithmic、Moment、Heckman、Azumi 和 Parker