麵內熱導率測試係統 WildFire ONE

麵內(nei) 熱導率測試係統 WildFire ONE

麵內(nei) 熱導率測試係統 WildFire ONE簡介：

麵內(nei) 熱導率測試係統 WildFire ONE 基於(yu) “泵浦-探測”原理，結合了頻域熱反射、空間域熱反射、穩態溫升法、方脈衝(chong) 熱源法的優(you) 點，具有強大的熱物性綜合測試能力，能夠測量從(cong) 薄膜到塊體(ti) 材料的熱導率、比熱容和界麵熱阻。係統自動化程度高，操作簡便，特別利於(yu) 大批量快速測量。

• 可測參數多

• 可測範圍廣

• 測量精度高

• 操作簡便

• 支持定製

• 終身技術支持

麵內(nei) 熱導率測試係統 WildFire ONE基本原理：

基於(yu) 光學的交流量熱法

• 樣品表麵鍍100 nm厚的金屬膜做溫度傳(chuan) 感層；

• 經調製的泵浦光周期性加熱樣品；

• 探測光測量距離泵浦光不同位置處的溫度響應的幅值與(yu) 相位；

• 由相位差信號和歸一化幅值信號同時擬合樣品麵內(nei) 熱導率和光斑尺寸；

• 熱導率測量誤差≤ 5%，光斑尺寸測量誤差≤ 2%。

100 nm Ti/silica：

麵內(nei) 熱導率測試係統 WildFire ONE亮點

1. 泵浦與(yu) 探測光均采用連續激光，極大地降低了係統成本；

2. 無需修正泵浦光的參考相位，使得操作更簡單，測量更可靠；

3. 采用平衡探測器，極大減小了低頻噪音，加快了數據采集速度，完成一個(ge) 樣品的測量僅(jin) 需≤ 2分鍾；

4. 獨特的數據分析方法能同時擬合光斑尺寸，降低了光斑尺寸誤差對測量結果的影響；

5. 獨特的數據分析方法使得測量信號僅(jin) 對待測樣品的麵內(nei) 熱導率和比熱容敏感，而無需準確知道金屬傳(chuan) 感層的參數或樣品的縱向熱導率，因此極大提高了測量精度；

6. 可測的麵內(nei) 熱導率範圍不受限製；

7. 采用微米級的光斑尺寸，因此可測徑向尺寸為(wei) 亞(ya) 毫米級別的小尺寸樣品。

麵內(nei) 熱導率測試係統 WildFire ONE 国产成人在线观看免费网站領域：

①材料研究與(yu) 開發

②能源領域

③電子器件研究

……

標配係統測量能力：

1. 無需知道樣品的縱向熱導率，可獨立測量樣品的麵內(nei) 各向異性熱導率張量，麵內(nei) 熱導率測量範圍0.5 − 5000 W/(m·K)，測量誤差≤ 5%；

2. 無需知道樣品的比熱容，可獨立測量樣品的平均熱導率，測量範圍0.05 − 5000 W/(m·K)，測量誤差≤10%；

3. 對各向同性樣品，可同時測量其熱導率與(yu) 體(ti) 積比熱容，熱導率測量範圍0.05 − 5000 W/(m·K)， 比熱容測量範圍0.1 − 10 MJ/(m³·K)，測量誤差≤ 10%；

4. 可測薄膜樣品從(cong) 100 nm到無限厚；

5. 可測小尺寸樣品，徑向直徑≥ 0.05 mm；

6. 要求樣品表麵粗糙度≤ 15 nm。

升級係統額外測量能力：

7. 熱導率和比熱容的成像，分辨率達1 μm；

8. 界麵熱阻測量

係統基本情況：

1. 係統占光學桌麵積60 cm X 60 cm，封裝於(yu) 黑匣中，防塵又安全。

2. 自動化實驗測量，全程軟件操作，無需開箱進行複雜的手動調節。

3. 雙色泵浦-探測係統，標配的探測光波長為(wei) 785 nm。

4. 泵浦光調製頻率的標配範圍為(wei) DC-5 MHz，可升級到50 MHz或150 MHz。

5. 采用平衡光電探測器提高信噪比，加快數據采集速度。

6. 自動校準泵浦相位（僅(jin) 頻域熱反射法需要）和探測光的噪音。

7. ccd顯微成像係統清楚觀察樣品表麵和光斑位置。

係統配置：

電源需求：110/220 VAC, 50/60 Hz, 15 Amp

激光波長：泵浦638 nm，探測785 nm（標配，可根據用戶需求選配）

激光功率：泵浦100 mW，探測20 mW（標配，可根據用戶需求選配）

調製頻率範圍：標配DC-5 kHz，可升級到5 MHz、50 MHz或200 MHz

顯微鏡頭：標配10x，對應激光光斑1/e²直徑約～15μm，可增配50x，20x，5x，2x鏡頭及自動切換模塊

樣品聚焦：標配手動調節，可增配PID反饋調節自動聚焦模塊

測溫範圍：標配室溫，可增配80-500 K、300-1200 K、4-300 K等不同溫區的變溫模塊

熱物性掃描：標配無，可選配，掃描範圍200μm×200μm，步進分辨率1 nm

顯微成像：標配，可觀察樣品表麵狀況及激光光斑位置

軟件：全自動數據測量與(yu) 分析處理、數據導出、報告生成

測量要求：

首先要確定樣品的金屬傳(chuan) 感層的金屬材料在SDTR的探測光束的波長處有較高的熱反射係數，對於(yu) 常見的金屬材料的熱反射係數見下圖(b)；同時還要考慮傳(chuan) 感層的金屬材料對SDTR泵浦光有較高的吸收係數(a)。

圖：常見金屬材料對光的吸收係數(a)和熱反射係數(b)

對於(yu) SDTR的樣品還要保證表麵光滑均勻，這樣不僅(jin) 方便照射至樣品的探測光束能更好地被反射至探測器中，還能使在SDTR同一次測試掃描的空間範圍內(nei) 不會(hui) 因表麵粗糙度的不均勻而帶來較大的數據誤差，至少保證在一次的SDTR測試的掃描空間範圍內(nei) 的粗糙度是均勻的；這也限製了樣品的理論尺寸下限，該範圍的大小跟聚焦在樣品處的光斑大小相關(guan) ，例如泵浦和探測光斑直徑若為(wei) 10μm，則該範圍約為(wei) 直徑100μm的圓形區域，但為(wei) 了方便樣品的放置實際測試樣品的大小可根據需求可更大，但不能小於(yu) 該尺寸下限。

此外對於(yu) 樣品的金屬傳(chuan) 感層的熱導率也有要求，如果金屬傳(chuan) 感層具有比樣品層高很多的熱導率，熱量將在傳(chuan) 播到樣品之前就在金屬層的麵內(nei) 熱傳(chuan) 導，而不是樣品層。在這種情況下，相位對金屬層麵內(nei) 熱導率的敏感度會(hui) 增加，而對樣品層的麵內(nei) 熱導率的敏感度將降低。所以不利於(yu) 麵內(nei) 熱導率的測量，會(hui) 導致測量結果與(yu) 實際的有較大的差異。如果要保證對樣品的麵內(nei) 熱導率較高的測量精度（或者較高的敏感性），則建議金屬層的熱導率不高於(yu) 樣品層的10倍，這限製了對於(yu) 某一種金屬作為(wei) 傳(chuan) 感層時能測得的樣品層熱導率下限，比如以Al膜(240W/(K·m))作為(wei) 傳(chuan) 感層時測試樣品的的熱導率建議不低於(yu) 24W/(K·m)；如果要測試熱導率低於(yu) 該值的樣品建議更換較低熱導率的傳(chuan) 感層，並且盡可能保證其他對於(yu) 樣品傳(chuan) 感層的要求(例如較高的探測光波長熱反射係數和泵浦光波長的吸收係數、粗糙度)。

国产成人在线观看免费网站案例：

光學交流量熱法測量麵內(nei) 熱導率

可測熱導率範圍1~2000 W/(m·K)，誤差均小於(yu) 5%

以藍寶石、單晶矽為(wei) 例：

• 測得藍寶石熱導率為(wei) = 38 ± 1.49 W/(m·K)，誤差為(wei) 3.9%

• 測得單晶矽熱導率為(wei) = 147 ± 4.88 W/(m·K)，誤差為(wei) 3.3%

光學交流量熱法測量麵內(nei) 各向異性熱導率張量

麵內(nei) 各向異性材料

以石英晶體(ti) 為(wei) 例：

• 光學交流量熱法不要求激光光斑有嚴(yan) 格的圓度即能準確測量麵內(nei) 熱導率張量，相較於(yu) 文獻中較新的光斑偏移頻域熱反射法(BO-FDTR)*測量更準確可靠。

*L. Tang and C. Dames, Int. J. Heat Mass Transfer 164, 120600 (2021).

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