15.09.2022 by Aileen Sammler
60 let NETZSCH-Gerätebau: Vývoj nových laserových zábleskových přístrojů
Minulý týden jste se dozvěděli o historii NETZSCH.Laserové/zábleskové analyzátory, zkráceně označovaných jako LFA. Dnes si povíme o dalším vývoji laserových zábleskových analyzátorů a odhalíme, co v souvislosti s LFA zkoumal ve své disertační práci náš jednatel Dr. Jürgen Blumm.
Nový nízkoteplotní laserový zábleskový přístroj
Jak se mění energetické nároky na vytápění/chlazení domu v důsledku různých venkovních teplot nebo jak vypadá rozložení teplot v satelitu v podmínkách ve vesmíru? K zodpovězení takových otázek bylo zapotřebí měřicího přístroje, který by byl schopen pracovat i při teplotách nižších než pokojová.
NETZSCH proto byl v roce 1997 vyvinut přístroj LFA 427 pro oblast nízkých teplot, který dokázal měřit tepelnou difuzivitu materiálů v rozmezí od -40 °C do 200 °C. Využíval se v oborech, jako jsou stavební materiály, plasty a materiály pro leteckou a kosmickou dopravu. Zvláštností tohoto LFA byla jeho trubková pec s bifilární topnou spirálou a chladicím pláštěm a také kruhový chladicí systém pro teploty nižší než pokojová teplota.
Laserová záblesková analýza jako součást disertační práce našeho generálního ředitele Dr. Jürgena Blumma
V roce 1995 začal Jürgen Blumm pracovat v laboratoři aplikací. V rámci výzkumného projektu optimalizace spékání ve spolupráci s Univerzitou Julia Maxmiliána ve Würzburgu věnoval v roce 2003 svou disertační práci tématu "Tepelná charakterizace vysoce výkonné keramiky před, během a po procesu spékání". Měřicí metody, které byly v rámci jeho doktorské práce rozšířeny a zkombinovány, přinesly zcela nový přístup k analýze procesu spékání. Kinetické simulační výpočty byly převratným příspěvkem k optimalizaci procesu spékání keramických materiálů. Jürgen Blumm byl jedním z prvních, kdo se zabýval výzkumem vícestupňové kinetiky spékání. Ke zkoumání teplotní difuzivity použil postup Laser Flash:
Zde naleznete výňatek z disertační práce Jürgena Blumma:
“Měřením tepelné difuzivity v souladu s postupem laserového záblesku bylo možné určit vliv fázových změn na transportní vlastnosti. Tento bezkontaktní, nedestruktivní postup měření umožnil měření i v oblasti spékání. Použití současných vyhodnocovacích postupů známých z literatury i postupů nově vyvinutých v rámci této práce umožnilo získat výsledky se značným zvýšením přesnosti. Kombinace všech měření umožnila stanovit tepelnou vodivost keramických materiálů před SpékáníSpékání je výrobní proces, při kterém se z keramického nebo kovového prášku vytváří mechanicky pevné těleso. spékáním, v jeho průběhu i po něm s přesností potřebnou pro simulační výpočty.
Na základě naměřených termofyzikálních dat byly provedeny simulace metodou konečných prvků, které umožňují nahlédnout do rozložení teplot v keramickém spékacím tělese během tepelného zpracování. Především díky zohlednění teplotně závislých rozměrových změn a tepelné difuzivity byly při vysokých teplotách zaručeny simulace s vysokou přesností. Vylepšením stávajících vyhodnocovacích postupů a použitím nejmodernějších vyhodnocovacích postupů bylo možné dosáhnout vyšší úrovně přesnosti naměřených dat a lepšího pochopení procesů během spékání.
Měřicí postupy rozšířené a/nebo kombinované v rámci této práce umožňují nový přístup k analýze procesu spékání. Simulační výpočty umožněné na základě výsledků měření umožňují optimalizovat řízení procesu během spékání keramických materiálů. Kromě toho je díky téměř úplné tepelné charakterizaci keramiky během výrobního procesu možné přizpůsobit termofyzikální vlastnosti součásti jejímu následnému použití.”
NanoFlasha MicroFlash®® se objeví
Aby mohla pokrýt ještě širší trh uživatelů, rozšířila společnost NETZSCH na začátku roku 2000 svou produktovou řadu a koupila americkou společnost Holometrix-Micromet, která vyráběla řadu měřičů tepelného toku a small LFA. Již v roce 2002 byl uveden na trh první NETZSCH stolní přístroj LFA: LFA 447 NanoFlash. Byl využíván zejména v základním výzkumu a při kontrole kvality. S přístrojem LFA 457 MicroFlash®® byl na trh uveden další stolní přístroj LFA s rozsáhlými technickými a konstrukčními inovacemi. LFA 457 MicroFlash®® obsahoval jak nově navrženou elektroniku, tak různé pece, které umožňovaly měření v teplotním rozsahu od -125 °C do 1100 °C. Všechny systémy LFA odpovídaly normě ASTM E1461.
Kliknutím sem si můžete přečíst tehdejší technický článek Dr. Jürgena Blumma a Stephana Knappeho o přístroji LFA 447 NanoFlash s názvem "Od světelného záblesku k přenosu tepla polymerů":
První LFA s xenonovým zdrojem světla do 1250 °C
V roce 2013 byl s přístrojem LFA 467 HyperFlash®® úspěšně uveden na trh nový design laserového/světelného zábleskového přístroje. Tento systém světelného záblesku položil základ pro nový vysokoteplotní přístroj LFA 467 HT HyperFlash®, s nímž bylo konečně možné provádět měření s xenonovou zábleskovou výbojkou až do teploty 1250 °C. Pro vysokoteplotní verzi zůstaly prostorové nároky stejné jako pro nízkoteplotní verzi. Světelný zdroj se navíc odlišuje dlouhou životností a navíc nevyžaduje zařazení do laserové třídy.
Kliknutím sem si můžete přečíst článek v našem zákaznickém časopise OnSet z roku 2015, který představuje tehdy nový model LFA 467 HT HyperFlash®:
Vedoucí postavení na trhu v oblasti stanovení tepelné vodivosti a tepelné difuzivity
NETZSCH-Společnost Gerätebau GmbH dnes nabízí tři modely LFA, které pokrývají široké spektrum materiálů v širokém rozsahu teplot. Systémy NETZSCH LFA splňují příslušné normy pro přístroje a aplikace, jako jsou ASTM E1461 a DIN EN 821.
