NETZSCH 公司 LFA 447 Nanoflash® 闪光导热仪，在材料热扩散与导热性能测量方面又一有力的工具。遵照 ASTM E1461 标准，Nanoflash® 使用氙灯作为加热源加热样品表面，使用红外探测器读取样品温升，减少了潜在的表面热阻，可以精确测量薄的样品如基质上的涂层、薄膜材料或多层样品。

Nanoflash® 的操作实现高度自动化：由软件控制测试温度与闪光灯启闭，并进行数据分析。自动进样系统允许仪器在一次测试过程中测量多个样品。在炉体到达设定温度后，每一数据点的采集通常短于五分钟。仪器可以为每一样品单独设置闪光能量等级、脉冲宽度与温度。其所测量的热扩散系数范围十分宽广，覆盖从聚合物到金刚石各类材料领域。

测量原理：作为加热源的氙灯发射一束脉冲，打在样品的下表面，由红外探测器测量样品上表面的相应温升，并由软件计算出样品的热扩散系数。

仪器可以同步测量热扩散系数（α）与比热（Cp）。比热的测量是通过比较样品的实际温升与已知比热的参比样的温升求得。若已知样品的密度（ρ），则按照下式可计算出样品的导热系数（λ）：
λ(T) = α(T) * Cp(T) * ρ(T)

使用内置的 2 或 4 样品位的自动进样器，可以同时自动进行多个样品的测量。样品托盘操作容易，制样快，测样周期短。

提供独特的矩阵扫描（MTX）选件，用于最大 50 mm × 50 mm 的平板状样品，在整个样品表面测定热扩散系数的差别，x 方向与 y 方向上的分辨率为 100 μm。

LFA 447 - 技术参数

• 温度范围：RT ... 300℃
• 氙灯能量：10 J/pulse（功率可调）
• 使用红外检测器，进行非接触式的样品表面温升信号测试
• 热扩散系数范围：0.01 ... 1000 mm2/s
• 导热系数范围：0.1 ... 2000 W/m*K
• 样品直径：10 ... 25.4 mm (圆)，或 8×8、10×10mm (方)。
• 样品厚度：0.1 ... 6 mm
• 双样品位或四样品位的自动进样器
• 样品托盘材料：金属
• 液体样品容器：铝／铂金
• 气氛：静态空气
• 矩阵扫描系统（MTX）：用于在室温下测量 50 mm × 50 mm 样品，位移分辨率 0.1 mm

LFA 447 - 软件功能

LFA 447 NanoFlash® 的测量与分析软件是基于 MicroSoft Windows® 系统的 Proteus® 软件包，它包含了所有必要的测量功能和数据分析功能。这一软件包具有极其友善的用户界面，包括易于理解的菜单操作和自动操作流程，并且适用于各种复杂的分析。Proteus 软件既可安装在仪器的控制电脑上联机工作，也可安装在其他电脑上脱机使用。

LFA 部分软件功能：

• 精确的脉冲宽度修正与脉冲能量积分。
• 热损耗修正。
• 集成了所有传统模型。
• 使用非线性回归进行 Cowan 拟合。
• 改进的 Cape-Lehmann 模型，使用非线性回归，将多维热损耗纳入计算。
• 对于半透明样品的辐射修正。
• 二层与三层结构样品：通过非线性回归方式进行拟合，并将热损耗纳入计算。
• 计算多层样品的接触热阻。
• 比热测量：使用已知比热的标样、通过比较法进行计算。
• 内置数据库。

LFA 447 - 应用实例

In-Plane 测试 - 纤维增强环氧树脂

越来越多的聚合物，金属或陶瓷使用纤维增强以提高弯曲应力并针对特别应用进行改性。在很多情况下，纤维增强会导致机械性能与热传导性能方面的高度的各向异性。通过使用 LFA 447 特制的 In-Plane 样品托盘，能够测量片状固体材料在平面方向上的热扩散系数，并与使用常规方式测得的厚度方向上的热扩散系数作比较。图中比较了样品在两个方向上的热扩散系数与导热系数值，其中垂直于纤维方向（实心点）的测试值明显低于平行于纤维方向（In Plane，空心点）的测试值。

聚合物带的导热系数测定

使用 LFA 447 NanoFlash®，可以简便快速地测定随温度而变的热扩散系数，也可通过比较法测定比热，若材料的体积密度已知，即可计算导热系数。例中使用 LFA 447 在室温至 90℃ 之间测试了聚合物带的热物性参数。比热测试所用的参比标样为 Pyroceram 9606。可以清楚地看到热扩散系数与比热随温度变化均非常明显，一为上升，一为下降。由于导热系数与两者的乘积成正比，两个效应相互叠加，导致导热系数基本不随温度变化。