15.09.2022 by Aileen Sammler
60 عامًا من NETZSCH-Gerätebau: تطوير أجهزة وميض الليزر الجديدة
لقد تعرفت الأسبوع الماضي على تاريخ NETZSCHأجهزة التحليل بالليزر/الوميض الضوئيالمعروفة اختصارًا باسم LFAs. سنتحدث اليوم عن المزيد من تطورات فلاش الليزر ونكشف النقاب عما بحثه مديرنا الإداري الدكتور يورغن بلوم في أطروحته فيما يتعلق بـ LFA.
جهاز وميض الليزر الجديد ذو درجة الحرارة المنخفضة
كيف تتغير متطلبات الطاقة اللازمة لتدفئة/تبريد المنزل نتيجة لاختلاف درجات الحرارة الخارجية، أو كيف يبدو توزيع درجات الحرارة في قمر صناعي في ظل الظروف السائدة في الفضاء الخارجي؟ للإجابة على مثل هذه الأسئلة، كانت هناك حاجة إلى أداة قياس قادرة أيضًا على العمل تحت درجة حرارة الغرفة.
لذلك طورت NETZSCH، في عام 1997، جهاز LFA 427 لنطاق درجات الحرارة المنخفضة الذي يمكنه قياس الانتشار الحراري للمواد بين -40 درجة مئوية و200 درجة مئوية. وقد استُخدم في مجالات مثل مواد البناء والبلاستيك والمواد المستخدمة في السفر الجوي والفضائي. وكانت السمات الخاصة لهذا الجهاز هي الفرن الأنبوبي المزود بملف تسخين ثنائي الشعاع وسترة تبريد، بالإضافة إلى نظام تبريد دائري لدرجات حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة.
تحليل وميض الليزر كعنصر من عناصر أطروحة مديرنا الإداري الدكتور يورغن بلوم
في عام 1995، بدأ يورغن بلوم حياته المهنية في مختبر التطبيقات. ومن خلال مشروع بحثي لتحسين التلبيد بالتعاون مع جامعة يوليوس-ماكسيميليان في فورتسبورغ، خصص أطروحته في عام 2003 لموضوع "التوصيف الحراري للسيراميك عالي الأداء قبل عملية التلبيد وأثناءها وبعدها". جلبت طرق القياس التي تم التوسع فيها ودمجها في نطاق أطروحته للدكتوراه نهجًا جديدًا تمامًا لتحليل عملية التلبيد. وقد ساهمت حسابات المحاكاة الحركية في تغيير قواعد اللعبة نحو تحسين عملية تلبيد المواد الخزفية. كان يورغن بلوم من أوائل من بحثوا في حركية التلبيد متعدد الخطوات. وقد استخدم إجراء فلاش الليزر لدراسة انتشار درجة الحرارة:
انظر هنا مقتطفات من أطروحة يورغن بلوم:
„من خلال قياس الانتشار الحراري وفقًا لإجراء الوميض بالليزر، كان من الممكن تحديد تأثيرات تغيرات الطور على خصائص النقل. وقد أتاح إجراء القياس غير الملامس وغير المدمر هذا إمكانية إجراء القياسات حتى في منطقة التلبيد. سمح استخدام إجراءات التقييم الحالية المعروفة من الأدبيات وكذلك تلك التي تم تطويرها حديثًا في نطاق هذا العمل بالحصول على نتائج ذات زيادة كبيرة في الدقة. سمح الجمع بين جميع القياسات بتحديد التوصيل الحراري للمواد الخزفية قبل وأثناء وبعد عملية التلبيد بالدقة اللازمة لحسابات المحاكاة.
على أساس البيانات الفيزيائية الحرارية المقاسة، تم إجراء محاكاة للعناصر المحدودة التي تسمح بالتعرف على توزيع درجة الحرارة داخل جسم التلبيد الخزفي أثناء المعالجة الحرارية. وقبل كل شيء، من خلال الأخذ في الاعتبار التغيرات في الأبعاد المعتمدة على درجة الحرارة والانتشار الحراري، تم ضمان إجراء عمليات محاكاة بدقة عالية في درجات الحرارة العالية. منخلال تحسين إجراءات التقييم الحالية واستخدام أحدث إجراءات التقييم، كان من الممكن تحقيق مستوى أعلى من الدقة مع بيانات القياس وفهم أفضل للعمليات أثناء التلبيد.
تسمح إجراءات القياس التي تم التوسع فيها و/أو دمجها في نطاق هذا العمل باتباع نهج جديد لتحليل عملية التلبيد. تسمح حسابات المحاكاة التي أصبحت ممكنة على أساس نتائج القياس بتحسين التحكم في العملية أثناء تلبيد المواد الخزفية. وبالإضافة إلى ذلك، من خلال التوصيف الحراري شبه الكامل للسيراميك أثناء عملية التصنيع، يصبح من الممكن ضبط الخصائص الفيزيائية الحرارية للمكون بما يتناسب مع تطبيقه اللاحق.“
نانو فلاشو مايكروفلاش® تظهر
ولكي تتمكن من تغطية سوق مستخدمين أوسع نطاقًا، وسعت NETZSCH خط إنتاجها في بداية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين واستحوذت على شركة Holometrix-Micromet الأمريكية، التي كانت تنتج سلسلة أجهزة قياس التدفق الحراري وجهاز LFA صغير. وبالفعل في عام 2002، تم إطلاق أول جهاز NETZSCH LFA على الطاولة: LFA 447 NanoFlash. تم استخدامه بشكل خاص في الأبحاث الأساسية ومراقبة الجودة. مع جهاز LFA 457 MicroFlash®®،تم طرح جهاز آخر من أجهزة LFA المنضدية ذات الابتكارات التقنية الشاملة والتصميمية الخاصة في السوق. The LFA 457 MicroFlash®® featured both newly designed electronics and various furnaces which allowed for measurements in the temperature range from -125°C to 1100°C. وكانت جميع أنظمة LFA مطابقة للمواصفة ASTM E1461.
انقر هنا لقراءة الورقة الفنية من تلك الأوقات للدكتور يورغن بلوم وستيفان كنابي بشأن LFA 447 NanoFlash، بعنوان "من الوميض الضوئي إلى نقل الحرارة للبوليمرات":
أول مصدر ضوء Xenon LFA مع مصدر ضوء Xenon حتى 1250 درجة مئوية
في عام 2013، مع جهاز LFA 467 HyperFlash®®، تم بنجاح إطلاق تصميم جديد لجهاز فلاش ضوئي/ليزر/ضوء فلاش. وقد أرسى نظام الوميض الضوئي هذا الأساس لجهاز LFA 467 HT HyperFlash® الجديد ذي درجة الحرارة العالية، والذي أصبح من الممكن أخيرًا إجراء قياسات باستخدام مصباح فلاش زينون حتى 1250 درجة مئوية. ظلت المساحة المطلوبة للنسخة ذات درجة الحرارة العالية هي نفسها المطلوبة للنسخة ذات درجة الحرارة المنخفضة. وعلاوة على ذلك، يتميز مصدر الضوء عن غيره من خلال عمر افتراضي طويل، وبالإضافة إلى ذلك لا يتطلب تصنيفه في فئة ليزر.
انقر هنا لقراءة مقال في مجلة عملاء OnSet من عام 2015 للتعريف بالماكينة الجديدة في ذلك الوقت LFA 467 HT HyperFlash®:
رائد السوق في تحديد الموصلية الحرارية والانتشار الحراري
تقدم شركة NETZSCH-Gerätebau GmbH اليوم ثلاثة نماذج من LFA، تغطي مجموعة واسعة من المواد عبر نطاق واسع من درجات الحرارة. تفي أنظمة NETZSCH LFA بمعايير الأدوات والتطبيقات ذات الصلة مثل ASTM E1461 و DIN EN 821.
