60 år med NETZSCH-Gerätebau: Historien om laserblitzapparatet

Laser- eller lysglimtmetoden går tilbage til studier af Parker et al. i 1961. Deres daværende citat bringer fordelene ved denne metode frem i lyset: "Metodens elegance ligger i, at en måling af termiske parametre, som normalt er besværlig - såsom absolut temperatur og/eller varmemængde - erstattes af en mere præcis, direkte og hurtig måling af tid og af den relative temperaturstigning." [Parker et al (1961)]

Samarbejdsaftale med Karlsruhe Nuclear Research Center

Måling af den termiske diffusivitet som funktion af temperaturen blev stadig vigtigere allerede i 1980'erne. Hvis man kender den termiske diffusivitet for et materiale eller en komponent, kan man beregne den termiske ledningsevne, forudsat at tykkelsen og den specifikke varme er kendt. Denne bestemmelse af varmeledningsevnen, først og fremmest som en funktion af temperaturen, var vigtig, fordi det var det, der først gjorde det muligt at beregne dimensioneringen af konstruktionssystemer til computere, reaktionskamre i kemisk produktion, flymotorer, drivmekanismer osv. Også for metalstøbningsteknologi spiller Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne fortsat en vigtig rolle.

Alle eksisterende instrumenter var dengang åbne systemer, dvs. at laseren stod frit. Systemet var anbragt vandret, så prøverne skulle indsættes lodret. Beskyttelsesrum og laserbriller var derfor afgørende.

Det første lukkede system kommer på markedet

Sådan gik det til, at der i oktober 1989 blev underskrevet en samarbejdsaftale mellem "Technology Transfer"-koordinationsafdelingen på Karlsruhe Nuclear Research Center, LLC og NETZSCH-Gerätebau om sammen at udvikle et nyt apparat til bestemmelse af Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet - kendt som et Laser Flash Apparatus. Institut for Materialeforskning ved Nuclear Research Center havde knowhow om denne måleteknologi, især inden for sensorer og lasere, og NETZSCH-Gerätebau havde den nødvendige kapacitet inden for finmekanik, regulerings-, kontrol- og måleteknologi samt ovnkonstruktion.

Denne samlede viden plus 30 års erfaring resulterede i det første lukkede laserblitzapparat, LFA 427, som blev sendt på markedet efter en kort udviklingstid på tre år i 1992.

Det dækkede et temperaturområde fra 20 °C til 2000 °C.

Hele instrumentet bestod primært af en prøveholder, et ovnsystem med et indre kammer, der kunne evakueres, en laser, der arbejdede i pulstilstand, et temperatursensorsystem og den tilhørende elektronik til regulering, strømforsyning og dataregistrering. En pc - hurtig for sin tid - behandlede dataene og leverede en nyttig grafisk fremstilling. LFA 427 var en genial nyudvikling, som først kom på verdensmarkedet som et helt lukket system, og som stadig er en stor succes i dag.

Fra da af var det muligt at opstille apparater i laboratoriet uden behov for beskyttelsesforanstaltninger mod laserlys. Selv prøvearrangementet blev betydeligt forenklet: Da laseren nu var anbragt lodret, kunne prøven blot lægges på, hvilket også betød mindre varmetab til holderen.

Ludwig Hagemann, i dag 85 år ung, gjorde sig for nylig umage med at aktivere en gammel DELL-laptop med Windows ME 2000 og diskettedrev og installerede Harvard Graphics 3.0 med CorelDRAW 4 og WORD 97 på den - for at genskabe de gamle LFA-brochurefiler. Hagemann var ansat fra 1991 til 1999 som applikationsspecialist på NETZSCH, før han gik på sin velfortjente pension. LFA var hans "baby". Mange tak til hr. Hagemann, som har forsynet os med nogle meget værdsatte historiske materialer.

^{LFA i nuklear forskning}

Laserblitzapparater blev og bliver stadig brugt inden for områder som nuklear forskning, da viden om de anvendte materialers termiske egenskaber især her er en væsentlig sikkerhedsfaktor.

^{LFA-brugermøder}

I 1995, 1997 og 1999 fandt de første LFA-brugermøder sted, hvor eksperter fra marken mødtes med eksperter fra NETZSCH for at diskutere anvendelseseksempler og den seneste udvikling samt for at blive bekendt med nyt tilbehør. Disse brugermøder blev ledet af vores daværende laboratoriedirektør, Dr. Jack Henderson.

I næste uge kan du læse om udviklingen af lavtemperatur-laserblitzapparatet, de nye produkter NanoFlash og MicroFlash^®® samt den første LFA med Xenon-lyskilde til 1250 °C. Hold dig opdateret!