Dielektrische Analyse

DEA 288 Ionic

Dielektrischer Analysator

Highlights

DEA 288 Ionic - Eine neue Welt zur Untersuchung des Vernetzungsverhaltens

Die dielektrische Analyse (DEA), auch als dielektrische Thermische Analyse (DETA) bekannt, ist eine Methode zur Untersuchung des Aushärtezustands von Duromeren, Klebstoffen, Lacken, Verbundwerkstoffen und anderen Arten von Polymeren oder organischen Substanzen durch Messung der Änderungen ihrer dielektrischen Eigenschaften. DEA ist die leistungsfähigste Messtechnik für die kritische, unsichtbare In-Mold-Härtung, die die Qualität eines Bauteils maßgeblich bestimmt.

Die DEA 288 Ionic ist in zwei Ausführungen erhältlich: als "Rack"-Version, die direkt in den Prozess integriert werden kann, oder als vielseitige, tragbare Version für den flexiblen Einsatz. Für Laboruntersuchungen steht eine Vielzahl an Zubehör zur Verfügung, darunter ein Labor-Ofen, der mit einer UV-Lichtquelle kombiniert werden kann, sowie eine Feuchtekammer und eine Laborpresse, die zur Simulation von Prozessbedingungen genutzt werden können.

Ein großer Vorteil der DEA 288 Ionic besteht darin, dass keine spezielle Probenvorbereitung erforderlich ist, wie es bei vielen anderen Messtechniken oft der Fall ist. Dank einer breiten Auswahl an Sensoren lassen sich nahezu alle praktischen Anwendungen abdecken. Dazu gehören die Sprühbeschichtung dünner Filme, das Auftragen mittels Rakel, das Aufstreichen von Materialien mit niedriger oder mittlerer Viskosität, die Positionierung des Sensors zwischen Prepreg-Schichten, das Eintauchen des Sensors in Flüssigkeiten sowie die Überwachung des Aushärteverhaltens während des Prozesses.

Polymere erreichen ihr volles Leistungspotenzial häufig erst durch die Kombination mit aktiven Additiven, die dazu dienen, die Morphologie oder die Polymerarchitektur gezielt zu beeinflussen. Mit der DEA 288 Ionic kann die Wirksamkeit von Beschleunigern, Inhibitoren und Antioxidantien ebenso schnell und zuverlässig gemessen werden wie der Einfluss von Füllstoffen. Diese Erkenntnisse können maßgeblich dazu beitragen, Entwicklungsprozesse zu verkürzen und effizienter zu gestalten.

Equation for calculating the degree of crystallinity (Xc) in thermoplastic composites; demonstrating an advanced manufacturing process.

Portable Version

Mit bis zu sieben Kanälen ist diese DEA äußerst flexibel für Ihr tägliches Arbeitspensum. Sie kann zwischen den unterschiedlichen Messstandorten einfach hin und her transportiert werden.

Rack Version

Die 19”-Rack-Version ist für den Einbau in einen Schaltschrank ausgelegt. Sie unterstützt 8 simultane Messkanäle, die auf bis zu 16 Module erweitert werden können.

Versatile testing equipment with multiple input connectors and a metal chassis, ideal for analyzing electronic systems.
Various sample containers made of SiO2, Al2O3, sapphire, and graphite in different shapes and sizes.

Die DEA 288 Ionic wurde ursprünglich speziell für den Einsatz in Laboratorien entwickelt – im industriellen wie im akademischen Bereich. Dieselben Geräte und Sensoren können jedoch heute auch in Fertigungsumgebungen verwendet werden. Somit ermöglicht die DEA 288 Ionic die Übertragung von im Labor entwickelten Parametern direkt in die Produktion.

Folgende Prozessparameter können bestimmt werden:

  • Viskosität
  • Gelpunkt
  • Aushärteverhalten

Methode

Dielektrische (Thermische) Analyse

Das Funktionsprinzip entspricht dem einer Impedanzmessung. In einer typischen Messung wird eine Probe in direktem Kontakt mit zwei Elektroden (dem dielektrischen Sensor) gebracht. Durch Anlegen einer sinusförmigen SpannungSpannung ist definiert als Kraftniveau, das auf eine Probe mit definiertem Querschnitt aufgebracht wird (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit runden oder rechteckigen Querschnitten können komprimiert oder gestreckt werden. Elastische Materialien, wie Elastomere, können bis um das 5- oder 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.Spannung wird eine Bewegung der Ladungsträger erzwungen: Positiv geladene Teilchen wandern zum negativen Pol und umgekehrt. Diese Bewegung hat einen sinusförmigen Strom mit einer Phasenverschiebung zur Folge. Im Frequenzbereich der DEA 288 Ionic (bis 1 MHz) sind die Ladungsträger hauptsächlich Ionen, die oft in Form von Katalysatoren oder Verunreinigungen auftreten; im elektrischen Feld kommt es jedoch auch zur Ausrichtung von Dipolen. 

Die Amplituden- und Phasenverschiebung des Antwortsignals ist abhängig von der Beweglichkeit der Ionen und Dipole. Dies macht die dielektrische (thermische) Analyse zur idealen Methode für die Untersuchung des Vernetzungsverhaltens. Mit fortschreitender Aushärtereaktion wird das Probenmaterial viskoser. Die Mobilität der Ladungsträger verringert sich, wodurch die Amplitude im resultierenden Signal abnimmt und die Phasenverschiebung ansteigt.

Verlustfaktor und IonenviskositätDie Ionenviskosität ist der reziproke Wert der Ionenleitfähigkeit, die aus dem dielektrischen Verlustfaktor berechnet wird.Ionenviskosität zeigen den Aushärtevorgang eines 2-K-EpoxidKlebstoffs bei Raumtemperatur. Die minimale Viskosität ist nach 1,9 min und das Ende der Aushärtung nach 11 min erreicht. Das beste Fließverhalten wird bei dem geringsten Viskositätswert nach 1,9 min erreicht, der Aushärteprozess ist nach 11 min beendet. Der Anstieg der Ionenviskositätszunahme ist die Reaktivität während des Aushärteprozesses.

Ergebnisse

Ein durch eine Anregungsspannung generiertes äußeres elektrisches Feld wird auf die Probe und das Antwortsignal aufgebracht und das Antwortsignal, das als Strom durch das Material auftritt, wird gemessen. Durch Anordnung der Dipole bewegen sich die Ionen zur gegensätzlich geladenen Elektrode, was an ε' bzw. ε'' zu sehen ist. Basierend auf der Probencharakterisierung wird eine Zeitverschiebung zwischen Anregung und Antwortsignal detektiert, was zusammen mit Spannung und Strom die Berechnung der dielektrischen Größenordnungen erlaubt.

Im Detail erhält man Informationen über:

  • Fließverhalten
  • Reaktivität
  • Aushärtevorgang

Spezifikationen

 DEA 288 Ionic
Frequenzbereich1 mHz bis 1 MHz, frei wählbare Werte
DatenerfassungMultiple DEA-Module; echter simultaner Betrieb aller Kanäle
Minimale Datenerfassungszeit< 5 ms
SensorverbindungAbgeschirmte 4-Kabel-Technik (Kompensation von Widerstand und Kapazität des Kabels als Voraussetzung für präzise Messungen)
DEA-Module
  • Tragbare Version: Universal-Version, bis zu 7 Kanäle
  • Industrie-Version für den Einbau in ein Rack, bis zu 8 Kanäle (Erweiterungsmöglichkeit auf bis zu 16 Kanäle)
I/O-PortsEin-und Ausgang von Messsignalen oder Signalen von Peripheriegeräten, wie Druck- oder Temperatursensoren. DEA empfängt Trigger-Signal von Produktionsmaschine.

Zubehör:

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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

Proteus® Software - Leistungsstark und dabei einfach zu bedienen

Benutzeroberfläche zur Programmierung einer Testreihe

Umfassende Mess- und Auswertesoftware 

Die Mess-Software bietet dem Anwender eine moderne, anwenderfreundliche Benutzeroberfläche. Proteus® ist mit einem Eingabeassistenten zur schnellen und bequemen Programmierung aller relevanten Messparameter ausgestattet. Farbig gekennzeichnete Reiter erleichtern die Dateneingabe und stellen sicher, dass kein wichtiger Parameter vergessen wird – unabhängig davon, ob es sich um Informationen über die Probe, das Temperatur-/Zeitprogramm oder die gewünschten Frequenzen handelt. 

Segmente (Zeit, Temperatur, Frequenz) können während der laufenden Messung angepasst werden. Darüber hinaus kann ein Snapshot zur Analyse der bis zu diesem Zeitpunkt aufgezeichneten Daten erstellt werden.

Die Kommunikation mit bestimmtem Zubehör kann durch einfachen Klick aktiviert werden. Die NETZSCH-Proteus®-Software steuert die Temperaturprofile des Labor-Ofens und die Triggerung der UV-Lampe.

Die gewünschten Kanäle lassen sich durch Anklicken des entsprechenden Kontrollkästchens auswählen. Aktive Kanäle werden in Grün dargestellt.

Bequeme Wahl des passenden Sensors; die Software enthält eine vollständige Liste aller verfügbaren Sensoren einschließlich ihrer technischen Spezifikationen. Wichtige Parameter, wie Elektrodenabstand oder A/D-Verhältnis (Verhältnis zwischen Fläche und Abstand) werden zusammen mit dem Sensortyp eingestellt. Zusätzlich können Sensoren vom Benutzer definiert werden.

Die bewährte Proteus®-Software gestattet eine umfassende Auswertung der Messergebnisse. Sie vereinfacht die Eingabe von Messparametern und bietet Routinen zur Datenerfassung und -auswertung mit maximaler Flexibilität an.

NETZSCH TCT 716 *Lambda* Guarded Heat Flow Meter for precise contract testing of thermal conductivity in materials.

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