05.10.2022 by Aileen Sammler
60 عاماً من NETZSCH-Gerätebau: تاريخ التحليل الديناميكي الميكانيكي الديناميكي
إن السلوك المرن المثالي، أي العودة الكاملة والفورية إلى الشكل الأولي بمجرد إزالة تطبيق القوة، موجود نظريًا فقط. من الناحية العملية، تكون جميع خواص المواد دالة للتردد، والتي يمكن أن تكون أكثر وضوحًا أو أقل وضوحًا بسبب الاحتكاك الداخلي. يسمى هذا السلوك اللزوجة المرنة.
يعتبر التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) طريقة لا غنى عنها لتحديد الخواص اللزجة المرنة للمواد البوليمرية في الغالب مثل اللدائن الحرارية المقواة وغير المقواة أو اللدائن المتينة أو اللدائن المرنة. وباستخدام طريقة التحليل هذه، يمكن فحص الخواص الميكانيكية كمياً كدالة لدرجة الحرارة والوقت وتواتر الحمل المتذبذب المطبق على العينة.
في شهر أكتوبر، سنقدم تقريرًا عن تاريخ جهاز DMA ونكشف النقاب عن تفاصيل حول مجموعة منتجاتنا الواسعة من أجهزة DMA وتطبيقاتها المتعددة الأوجه في ضمان الجودة والبحث والتطوير.
كما ذكرنا بالفعل في الأشهر الماضية من حملة الذكرى السنوية الستين لتأسيس شركة NETZSCH-Gerätebau التي استمرت لمدة عام، كانت NETZSCH في البداية متخصصة فقط في نطاق درجات الحرارة العالية، أي السيراميك والزجاج والمعادن ومواد البناء. وفي وقتٍ لاحق، أرادت الشركة أيضًا أن تصبح نشطة في قطاع البوليمرات التوسعية وبالتالي انخرطت بشكل مكثف في نطاق درجات الحرارة المنخفضة. ولإجراء تحليل شامل للبوليمرات، كانت هناك حاجة إلى التحليل الديناميكي الميكانيكي الديناميكي (DMA) إلى جانب طريقتين للتحليل الديناميكي الميكانيكي الديناميكي والتحليل الديناميكي الشامل، والتي كانت في ذلك الوقت، في بداية التسعينيات، لا تزال في حاجة إلى التطوير.
في 7 مايو 1992، قدمت شركة NETZSCH-Gerätebau GmbH أول جهاز DMA 442 في المعرض التجاري " analytica" في ميونيخ. وقد تم تغيير اسمه إلى DMA 242 بعد ذلك بوقت قصير، حيث أنه في هذه الأثناء، تم إطلاق سلسلة الأجهزة 200 التي تتكون من DMA وDSC 200 وTG 209. مع DMA 242، تم أيضًا تطوير أول جهاز NETZSCH يعتمد على برنامج ويندوز (الذي كان يعتمد على نظام DOS سابقًا)! غطى جهاز DMA 242 نطاق درجات الحرارة من -150 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية - وهو نطاق واسع بالفعل بالنسبة إلى وقته.
كان الهدف هو تحديد خواص اللزوجة المرنة للبوليمرات والمركبات، أو على وجه التحديد معامل E المركب (معامل التخزين E'، ومعامل الفقد E' ومعامل الفقد E")، ومعامل الفقد tan δ(tan delta)، وانتقالات الطور الحراري مثل الانتقال الزجاجي. وقد استهدفت أداة DMA الجديدة في المقام الأول كبرى شركات تصنيع السيارات ومورديها وقطاع الإلكترونيات وتكنولوجيا الأغذية والصيدلة.
وتم توريد أول جهاز تم بيعه في عام 1993 إلى كوريا الجنوبية. ومن المثير للاهتمام أن مجال التطبيق لم يكن في قطاع البوليمر، بل في قطاع الأغذية: استخدم العميل الجديد جهاز DMA لتحليل حلوى الدببة الصمغية وقياس سلوك الاسترداد لتحديد العلاقة بسلوك المضغ.
قياس ثوري متعدد الترددات
كان أول جهاز DMA يحتوي على ثلاثة حاملات عينات فقط - للثني والضغط والاختراق. وفي وقت لاحق، تم تطوير حاملات عينات للشد والقص الخطي. في عام 1999، وسّعت NETZSCH نطاق درجة الحرارة إلى -170 درجة مئوية بفضل نظام التبريد CC200 LN2 المطور حديثًا القائم على النيتروجين السائل.
كان القياس متعدد الترددات لإنشاء ما يسمى بالمنحنى الرئيسي ثوريًا تمامًا في ذلك الوقت والذي كان يُستخدم لاستقراء سلوك المادة عند ترددات خارج نطاق القياس. وكانت هذه الميزة البرمجية مدمجة بالفعل في البرنامج القياسي.
"وبالإضافة إلى بيانات التحليل الأكثر استخدامًا في الممارسة العملية مثل معامل التخزين والفقد إلى جانب عامل الفقد tanδ، يسمح البرنامج، بالطبع، أيضًا بعرض عملية متعددة المهام (القياس والتقييم المتزامن) وكذلك التشغيل متعدد الوحدات مع السلسلة 200 بأكملها (التشغيل المتزامن لوحدات متعددة) ..." كما ورد في كتيب NETZSCH DMA 242 في ذلك الوقت.
تقنية حاصلة على براءة اختراع وأفضل DMA في السوق
لعلكم تتذكرون - سبق أن عرّفنا ستيفان كنابي بمعالم تاريخ مركز دبي للسلع المتعددة في أبريل. وهنا بيانه عن جهاز DMA 242 الثوري آنذاك: "كان جهاز DMA أول جهاز في تاريخ الشركة لم نقم من خلاله بالتحليل الحراري فحسب، بل حددنا أيضًا الخواص الميكانيكية عند قوى وتشوهات وترددات مختلفة مهمة للممارسة العملية. كان نظام محول طاقة الإزاحة الحاصل على براءة اختراع ("مقياس ستراين") رائدًا في ذلك الوقت بدقة تصل إلى 0.5 نانومتر (نانومتر!)".
يعمل ستيفان كنابي لدينا منذ أكثر من 30 عامًا. في التسعينيات، شغل منصب مدير المنتج لسلسلة 200 جهاز مع DSC وTGA وDMA. ونظرًا لأن NETZSCH لم تكن معروفة في مجال البوليمر في ذلك الوقت، فقد قام بتعبئة جهاز DMA المنضدي في صندوق سيارته وقاد سيارته لزيارة العملاء في ألمانيا - وحقق نجاحًا كبيرًا: بحلول عام 1995/96، كنا بالفعل نتمتع بمستوى عالٍ من الوعي وكان لدينا أفضل جهاز DMA في السوق.
وتبع ذلك العديد من ورش عمل DMA في ألمانيا، ولاحقاً في بقية أوروبا والصين. بين عامي 1996 و2004، عُقدت اجتماعات مستخدمي DMA التي كانت تحظى بشعبية كبيرة في سيلب لمناقشة وإجراء اختبارات حية على المعلمات المؤثرة مثل التردد والقوة وسعة التشوه ونطاق درجة الحرارة ونوع حامل العينة وهندسة العينة واتساق العينة وما إلى ذلك.
تم إطلاق أداتين إضافيتين هما DMA 242 C وDMA 242 D في عامي 2000 و2013 على التوالي. وتميز الإصدار C بمعايرة صلابة النظام خماسي الأبعاد واستخدم في استبدال الفولاذ بالبلاستيك المقوى بألياف الكربون الأخف وزناً والأكثر صلابة تقريباً في تطبيقات السيارات.
إطلاق سيارة DMA 242 E Artemis DMA 242 E Artemis
في عام 2013، أطلقت شركة NETZSCH جهاز DMA 242 E Artemis. يتميز بمجموعة متنوعة من الابتكارات:
- نطاق قوة أعلى: ± 12 نيوتن ديناميكي و12 نيوتن ثابت
- أكثر من 30 حامل عينات مختلف
- مولد الرطوبة: على سبيل المثال، لفحص تأثير الماء كملدن للبولي أميدات
- برنامجProteus®®،متوافق مع أدوات NETZSCH الأخرى مثل DSC وTGA وDIL وTMA وDEA وDEA
- مقارنة المنحنى المباشر مع النتائج من طرق قياس NETZSCH الأخرى
بفضل تصميمه المعياري وتنوع حاملات العينات وأنظمة التبريد، لا يزال DMA 242 E Artemis قادرًا على تغطية مجموعة واسعة من التطبيقات وظروف العينة حتى اليوم. مجموعة متنوعة من إمكانيات التوسع المختلفة تجعلها أداة مثالية لأي مختبر وبالتالي استثمار آمن وطويل الأجل.
تعرف على المزيد هنا: DMA 242 E Artemis DMA 242 E Artemis - NETZSCH للتحليل والاختبار
في الأسبوع القادم، ستتعرفون كيف دخلت NETZSCH سوق المطاط والإطارات عن طريق DMA عالي الحمولة. ابقوا معنا!