Accelerating Rate Calorimeter 305 (ARC®)
Trackingrate von bis zu 200 K/min
Highlights
Das Accelerating Rate Calorimeter 305 (ARC305) liefert adiabatische Daten in einer sicheren, kontrollierbaren Laborumgebung.
Diese Informationen tragen zu einem fundierten Verständnis der beteiligten grundlegenden Prozesse bei. Darauf aufbauend können verschiedene sichere Betriebsweisen und -verfahren entwickelt werden, um die Risiken, die von einem reaktiven System ausgehen, zu mindern.
Das Accelerating Rate Calorimeter 305 (Accelerating Rate Calorimetry (ARC)Die Methode, die isotherme und adiabatische Testverfahren beschreibt, wird zur Detektion thermisch induzierter Zersetzungsreaktionen eingesetzt. Das Standardverfahren ist Heat-Wait-Search (HWS.ARC® 305) ist dafür ausgelegt, den Verlauf einer großtechnisch geführten Reaktion im kleinen Maßstab nachzustellen. Das Probenmaterial wird in einem festen Volumen erhitzt, bis die exotherme Reaktion einsetzt. Während man die Probe unter adiabatischen Bedingungen, d.h. ohne Energieverlust an die Umgebung, hält, misst das Kalorimeter die Probentemperatur sowie den Druck und zeichnet beide Größen auf.
- Schnellste Trackingrate: Verlässlichere Daten und erweiterter Applikationsbereich aufgrund schnellster Trackingrate von bis zu 200 K/min
- VariPhi Technologie: Mit der patentierten VariPhi-Technologie lassen sich Messungen mit kleinem(Φ)-Faktor realisieren, selbst mit kleiner und ungefährlicherer Probengröße. Durch die vielseitigen Betriebsmodi des ARC® 305 lassen sich endotherme und exotherme Übergänge detektieren.
- Proteus® Software: Steuerung durch die leistungsfähige Proteus®-Software, mit der auch allen anderen NETZSCH-Thermoanalyse-Apparaturen im Labor betrieben werden können.
Die Accelerating-Rate-Kalorimetrie ist seit 30 Jahren der Eckpfeiler der chemischen Prozesssicherheit. In diesen Fällen müssen sowohl die freigesetzte Wärmemenge (Thermodynamik) als auch die Geschwindigkeit, mit der sie freigesetzt wird (Kinetik), gemessen werden. Dies kann zu einem erheblichen Anstieg des Probendrucks führen. Die Kombination aus Temperatur- und Druckanstieg kann zu einer Explosion führen. Daher sind adiabatische Kalorimeter im Allgemeinen wesentlich robuster als viele andere Kalorimetertypen.
Method
Das Accelerating Rate Calorimeter 305 (ARC® 305) misst gleichzeitig Temperatur und Druck. Das geschlossene System ermöglicht dem Anwender, den Einfluss verschiedener Gasatmosphären auf die Thermische StabilitätEin Material ist thermisch stabil, wenn es sich unter Temperatureinfluss nicht zersetzt. Eine Möglichkeit, die thermische Stabilität einer Substanz zu bestimmen ist die Verwendung eines TGA (thermogravimetrischer Analysator).thermische Stabilität der Probe auszuwerten.
Gasförmige Reaktionsprodukte können am Ende eines Tests analysiert werden, um die Reaktionsmechanismen besser zu verstehen.
Ein einziger Test liefert Daten, die genutzt werden können für:
- Evaluierung des thermischen Gefahrenpotentials
- Evaluierung des druckbedingten Gefahrenpotentials
- Thermokinetische Analyse
Die Sicherheit für das Bedienungspersonal steht beim ARC® 305 im Vordergrund. Der Anwender ist durch eine Reihe von Sicherheitssystemen geschützt, die vollkommen unabhängig von der Gerätesteuerung sind. Diese Sicherheitssysteme stellen den Schutz des Bedieners selbst bei Ausfall der Primärsteuerung sicher. Das rechnergesteuerte Accelerating Rate Calorimeter 305 (ARC® 305) zeichnet sich durch eine leicht verständliche und einfach anzuwendende grafische Benutzeroberfläche aus. Das Kalorimeter besticht durch ein klares, modernes Design. Alle regelmäßig genutzten Anlagenteile sind leicht zugänglich.
- Das VariPhi ist ein geregelter, variabler Gleichstromheizer, der in den ARC®-, APTAC- und Multi-Modul Kalorimetrie (MMC)Das Multi-Modul-Kalorimeter (MMC) besteht aus einer Basiseinheit und austauschbaren Modulen. Ein Modul ist für Accelerating Rate Calorimetry (ARC) vorbereitet, ein zweites wird für Scanning-Tests (Scanning Modul) herangezogen und ein drittes ist auf die Batterieprüfung von Knopfzellen (Knopfzellen-Modul) ausgelegt.MMC Kalorimetern eingesetzt wird, um eine möglichst genaue Simulation der in der Praxis vorkommenden thermischen Umgebung zu schaffen.
- Die ausgeklügelte Kalibriersoftware des VariPhi regelt die Wärmemenge, die von einem internen Heizer geliefert wird und zeichnet sie auf.
- Das VariPhi ermöglicht die genaue Messung von Wärme, Druck und Aktivität einer Probe ohne komplizierte mathematische Korrekturen.
- VariPhi-Patentnummer US 7,021,820 B2.
VariPhi in Accelerating Rate Calorimeters (ARC®) Mode
Insert Text
Die Heizer der Accelerating Rate Calorimeter sorgen für eine geregelte, nahezu adiabatische Umgebung für das VariPhi, das Reaktionsgefäß und das Probensystem. Dies erlaubt die Untersuchung der Proben in den Standard Accelerating Rate Calorimeter-Betriebsmodi, wie z.B. Heat-Wait-Search (HWS)HWS ist die Bezeichnung für eine Sequenz, die die Probe auf eine bestimmte Temperatur aufheizt (Heat), eine thermische Stabilisierung des Systems ermöglicht (Wait) und schließlich erkennt (Search), ob ein Anstieg der Probentemperatur festgestellt wird, der durch eine exotherme Zersetzungsreaktion der Probe verursacht wird.Heat-Wait-Search, Iso-Fixed, oder Iso-Track.
Hauptmerkmale des VariPhi im Accelerating Rate Calorimeter-Modus:
- Der interne Heizer kompensiert die Wärmeabgabe an den Probenbehälter während einer exothermen Reaktion.
- Der Anwender kann für den jeweiligen Test die Thermische TrägheitDie thermische Trägheit entspricht dem PHI-Faktor. Beide beschreiben das Verhältnis von Masse und spezifischer Wärmekapazität einer Probe oder Probenmischung im Vergleich zu der des Probenbehälters. Je näher der PHI-Faktor bei 1 liegt, desto geringer ist der Einfluss des Probenbehälters und umso repräsentativer ist das Ergebnis für die Probe selbst.thermische Trägheit oder, anders ausgedrückt, den PHI (Φ)-Faktor definieren. Der Heizer kompensiert dabei einen Teil oder den gesamte Wärmeverlust an den Probenbehälter.
- Laboruntersuchungen können somit unter den gleichen Bedingungen wie bei der Produktion oder der Lagerung von Materialien durchgeführt werden.
- Kinetische Vorgänge, die von dem Φ-Faktor abhängig sind – wie z.B. konkurrierende Reaktionen, die nicht mathematisch kompensiert werden können – stellen kein Problem mehr dar.
- Der Φ-Faktor kann ohne Extrapolation korrigiert werden, womit der Messaufwand reduziert wird.
Mit dem VariPhi als zusätzlichen Heizer ist es dem Anwender möglich, mit dem Accelerating Rate Calorimeter (ARC®) sogar dynamische Tests mit einer Heizrate durchzuführen, die weitergehende Informationen über die Probenreaktionen liefern.
So kann das VariPhi bei Einstellung einer festen Heizleistung exotherme und endotherme Reaktionen, Wärmekapazitäten und Druckänderungen im Probenbehälter in einer Probe schneller und kostengünstiger messen als ein Standard-DSC-System.
Hauptmerkmale des VariPhi im Scanning-Modus:
- Schnellere Datenerfassung für exotherme Prozesse als im Heat-Wait-Search-Modus
- Erweiterte Messmöglichkeiten (Flexibilität) im Vergleich zur konventionellen DSC-Analyse
- Endotherme Reaktionen erfassbar
- Druckdatenerfassung
- Probeninjektion möglich
- Rühren der Probe möglich
- Vorgabe eines definierten Φ-Faktors für den praxisrelevanten Vergleich
Dank der VariPhi-Technologie ist die Untersuchung chemischer Substanzen und von Akkus mit dem ARC® 254 im isothermen Modus möglich.
In diesem Modus bietet das VariPhi folgende Möglichkeiten:
- Isothermer Betrieb
- Detektion endothermer und exothermer Vorgänge
Dank der VariPhi-Technologie kann der Φ-Faktor durch die zusätzlich Heizleistung einen Wert von 1,0 annehmen (Brandsimulationen sollten immer mit Φ = 1 durchgeführt werden) und der berechnete Energieeintrag durch den Brand kann bei einer konstanten Rate direkt zu der Probe addiert werden.
In diesem Modus bietet das VariPhi folgende Möglichkeiten:
- Genauere Brandsimulationstests
- Bestimmung der Reaktionswärme
- Kinetische Auswertung
Verschiedene Probenbehälter
Spezifikationen
| ARC® 305 | ||
|---|---|---|
| Temperaturbereich: | RT to 500°C | |
| Druckbereich der Messzelle: | 0 bar bis 150 bar | |
| Druckgenauigkeit: | 0,35 % des gesamten Messbereichs | |
| Probenträgervolumen: | Spherische Probengefäße: 1 ml bis 130 ml Röhrenförmige Gefäße: 1 bis zu 9 ml | |
| ASTM Standard: | Basierend auf E1981 | |
| Anwendungen: | Prozesssicherheit Energetische Materialien | |
Prüfstandsmaterialien für sphärische Gefäße mit einer Wandstärke von 0,4 mm und 0,9 mm: | Edelstahl
| |
Materialien für Prüfstände für röhrenförmige Gefäße mit einer Wandstärken von 0,4 mm und 0,9 mm: | Edelstahl Titan® (Volumen: 1 ml bis 8.5 ml) |
Broschüren und Datenblatt
Proven Excellence im Service
NETZSCH Analysieren & Prüfen bietet Ihnen weltweit ein umfassendes Angebot an Services, um die optimale Leistung und Langlebigkeit Ihrer thermoanalytischen Geräte zu gewährleisten. Wir helfen Ihnen dabei, die Effektivität Ihrer Geräte zu maximieren, ihre Lebensdauer zu verlängern und Ausfallzeiten zu minimieren.
Schöpfen Sie das volle Potenzial Ihrer Geräte mit unseren maßgeschneiderten Lösungen aus, die auf jahrelanger Branchenerfahrung und Innovation beruhen.
Software
NETZSCH Proteus® Mess-Software: Etablierter Technologieführer
- Automatische Speicherung der Daten auf der Festplatte während der Messung
- Die intelligente Firmware zeichnet Status und Zustand der Hauptsensoren und aktiven Komponenten auf
- Integriertes Sicherheitskonzept mit Kontrolle durch Hardware und Firmware
- Nahtlose Integration der Dateien in Proteus®, NETZSCH Advanced Software Tools oder Software-Produkte Dritter
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Downloads und Media
Broschüren und Datenblatt
Applikationsliteratur
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