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揭秘日本HRD-Thermal热波分析仪TA系列的非接触式精密测量

发布时间:2026-05-25 点击量:288

导读: 在5G通信、新能源与半导体封装行业高速发展的今天,材料的热管理能力直接决定了产品的寿命与可靠性。如何精准表征从有机薄膜到高导热金刚石的热扩散率?如何在不破坏样品的前提下,完成面向“面内"与“面外"的各向异性分析?日本HRD-Thermal(ハドソン研究所)推出的Thermowave Analyzer TA系列热波分析仪,凭借其非接触、高精度、宽量程的技术优势,正在为全球材料研发与品控提供全新的解决方案。

非接触式测量:开启热物性检测的“无损"时代

在传统的热物性测试中,接触式探头往往会损坏柔软的薄膜或脆性材料,而复杂的制样过程又耗费大量时间。TA系列热波分析仪彻1底打破了这一瓶颈。

该系列设备核心基于周期加热辐射测温法,采用半导体激光(波长808nm)作为加热源,配合高灵敏度的InSb辐射温度计进行信号采集。这意味着整个测试过程无需与样品物理接触,全避免了接触热阻带来的误差,同时也杜绝了对样品的污染或损伤。对于那些极其珍贵、结构脆弱或尺寸微小的样品(如15μm厚的薄膜),TA系列无疑是实验室里的“保护神"。

惊人的动态范围:从有机薄膜到金刚石

TA系列最大的技术亮点在于其惊人的0.1至1000 mm²/s测量范围

无论是测量热导率仅为0.1 W/(m·K)左右的聚酰亚胺薄膜,还是热导率高达2000 W/(m·K)以上的单晶金刚石,TA系列都能轻松应对。在实测数据中,针对聚酰亚胺薄膜(t=25μm),设备测得的垂直方向热扩散率为0.14×10⁻⁶ m²/s,面内方向为0.8×10⁻⁶ m²/s,展现出了极1佳的低导热分辨力。而在高导材料端,多晶金刚石的实测值高达720×10⁻⁶ m²/s,与参考值高度吻合

这一特性完1美解决了当前许多高导热复合材料“测不出、测不准"的行业痛点。

面内与面外:精准捕捉材料的“各向异性"

随着碳纤维复合材料、石墨散热片以及各类涂层材料的广泛应用,材料在不同方向上的导热性能差异(各向异性)成为了工程设计的重点。

TA系列通过巧妙的硬件设计,支持In-plane(面内/水平方向)与Cross-plane(面外/垂直方向)的双维度测量。例如,在测试高定向石墨片时,TA系列能够清晰地区分出垂直方向1.9×10⁻⁶ m²/s与水平方向100×10⁻⁶ m²/s的巨大差异。这种精准的表征能力,为工程师优化材料内部结构、设计高效的散热路径提供了直观的数据支撑。

灵活配置与可视化分布测量

考虑到不同实验室的预算与需求,TA系列提供了从TA31到TA35的多种配置方案

  • TA35:旗舰机型,支持室温至300℃温控,具备自动对焦、XY轴自动位移台及分布测量(Mapping) 功能,可绘制样品表面的热扩散率分布图,直观识别材料缺陷或涂层不均匀现象。

  • TA33/TA32:支持室温测试,兼顾面内与面外,是常规材料检测的高性价比之选。

  • TA31:专注于面内或面外单一方向的基础款,适合预算有限但追求高精度绝对值的用户。

特别是分布测量功能,设备通过微米级的位移台移动,自动扫描样品多点位,输出TXT格式的数据文件,便于研发人员后续深度分析

不仅是热扩散率:多参数转化与便捷操作

用户通过TA系列测得热扩散率后,结合已知的密度与比热容,软件可轻松换算出热导率与热渗率。设备采用“绝对值测量法",无需标准参考样品即可直接得出数据,保证了数据的客观性

在操作体验上,TA系列遵循人性化设计。用户只需将样品放置于载物台(最大支持100×100mm,最小10×10mm),无需复杂制样,通过软件即可一键启动测量,数据自动保存为TXT格式,极大提升了研发检测效率

应用场景总结

日本HRD-Thermal TA系列热波分析仪已广泛应用于以下领域:

  1. 半导体与电子:芯片封装薄膜、导热垫片、均热板、SiC衬底。

  2. 新能源:电池隔膜、燃料电池材料、隔热涂层。

  3. 高1端复合材料:碳纤维增强塑料、导热胶膜、高导热树脂。

  4. 基础科研:新材料研发、纳米薄膜、超晶格材料的热物性表征。

结语

日本HRD-Thermal TA系列热波分析仪,以其非接触、全自动、宽范围的独特优势,重新定义了热扩散率测量的标准。无论您是在寻找解决极薄材料导热测试难题的方案,还是希望建立更精准的各向异性材料数据库,TA系列都将是您实验室的得力伙伴。