Prinzip der LFA-Methode

Die Laser oder Light Flash-Methode geht auf Arbeiten von Parker et al. aus dem Jahre 1961 zurück.

Während einer Messung wird die Unterseite einer plan-parallelen Probe (siehe Abb. 1) zunächst durch einen kurzen Energieimpuls aufgeheizt. Die daraus resultierende Temperaturänderung auf der Probenoberseite wird von einem Infrarot-Detektor gemessen. Einen typischen Signalverlauf zeigt Abb. 2 (rote Kurve). Je höher die Temperaturleitfähigkeit des Probenmaterials desto steiler verläuft der Signalanstieg.

a: Temperaturleitfähigkeit
ρ: Dichte
cp: Spezifische Wärmekapazität
λ: Wärmeleitfähigkeit
T:  Temperatur

Aus der Halbzeit (t1/2, Zeitwert auf halber Signalhöhe) und der Probendicke (d) lässt sich über die in Abb. 2 angegebene Formeln die Temperaturleitfähigkeit (a) und daraus schließlich die Wärmeleitfähigkeit (λ) berechnen. Des Weiteren kann aus der Signalhöhe (ΔTmax) im Vergleich zur Signalhöhe eines Referenzmaterials die spezifische Wärmekapazität (cp) von Feststoffen bestimmt werden.

LFA-Untersuchungen nehmen in der Regel weit weniger Zeit in Anspruch als Messungen der Wärmeleitfähigkeit mit GHP (Guarded Hot Plate) oder HFM (Heat Flow Meter).

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