15.09.2022 by Aileen Sammler
60 años de NETZSCH-Gerätebau: El desarrollo de nuevos aparatos de destello láser
La semana pasada conoció la historia de NETZSCH Analizadores Láser/Light Flashconocidos como ALF. Hoy hablaremos de otros desarrollos del Flash Láser y desvelaremos lo que nuestro Director General, el Dr. Jürgen Blumm, investigó en su tesis en relación con el LFA.
El nuevo aparato de flash láser de baja temperatura
¿Cómo cambian las necesidades energéticas para calentar/enfriar una casa en función de las distintas temperaturas exteriores, o cómo es la distribución de la temperatura en un satélite en las condiciones del espacio exterior? Para responder a preguntas como éstas, se necesitaba un instrumento de medición que también fuera capaz de funcionar por debajo de la temperatura ambiente.
NETZSCH por ello, en el año 1997 se desarrolló un LFA 427 para el rango de bajas temperaturas que podía medir la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica de materiales entre -40 °C y 200 °C. Se utilizó en campos como los materiales de construcción, los plásticos y los materiales para la navegación aérea y espacial. Las características especiales de este LFA eran su horno tubular con bobina de calentamiento bifilar y camisa de refrigeración, así como un sistema de refrigeración circular para temperaturas inferiores a la temperatura ambiente.
Análisis por destello láser como componente de la disertación de nuestro Director General Dr. Jürgen Blumm
En 1995, Jürgen Blumm comenzó su carrera en el Laboratorio de Aplicaciones. A través de un proyecto de investigación para la optimización de la SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización en colaboración con la Universidad Julius-Maximilian de Würzburg, dedicó su tesis doctoral en 2003 al tema "Caracterización térmica de cerámicas de alto rendimiento antes, durante y después del proceso de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización". Los métodos de medición que se ampliaron y combinaron en el marco de su tesis doctoral aportaron un enfoque totalmente nuevo al análisis del proceso de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización. Los cálculos de simulación cinética contribuyeron de forma decisiva a la optimización del proceso de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización de materiales cerámicos. Jürgen Blumm fue uno de los primeros en investigar la cinética de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización en múltiples pasos. Utilizó el procedimiento Laser Flash para investigar la difusividad de la temperatura:
Vea aquí un extracto de la disertación de Jürgen Blumm:
“Mediante la medición de la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica de acuerdo con el procedimiento de flash láser, fue posible determinar las influencias de los cambios de fase en las propiedades de transporte. Este procedimiento de medición sin contacto y no destructivo permitió realizar mediciones incluso en la zona de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización. El uso de procedimientos de evaluación conocidos en la bibliografía, así como de otros nuevos desarrollados en el marco de este trabajo, permitió obtener resultados con un aumento considerable de la precisión. La combinación de todas las mediciones permitió determinar la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica de los materiales cerámicos antes, durante y después del proceso de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización con la precisión necesaria para los cálculos de simulación.
Sobre la base de los datos termofísicos medidos, se llevaron a cabo simulaciones por elementos finitos, que permiten conocer la distribución de la temperatura dentro de un cuerpo cerámico de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización durante el tratamiento térmico. Sobre todo, al tener en cuenta los cambios dimensionales dependientes de la temperatura y la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica, se garantizaron simulaciones de gran precisión a altas temperaturas. Gracias a la mejora de las rutinas de evaluación existentes y a la utilización de los procedimientos de evaluación más modernos, fue posible alcanzar un mayor nivel de precisión con los datos de medición y una mejor comprensión de los procesos durante la SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización.
Los procedimientos de medición ampliados y/o combinados en el marco de este trabajo permiten un nuevo enfoque del análisis del proceso de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización. Los cálculos de simulación realizados a partir de los resultados de las mediciones permiten optimizar el control del proceso durante la sinterización de materiales cerámicos. Además, gracias a la caracterización térmica casi completa de una cerámica durante el proceso de fabricación, resulta posible ajustar las propiedades termofísicas de un componente a su posterior aplicación.”
NanoFlashy MicroFlash®® aparecen
Para poder abarcar un mercado de usuarios aún más amplio, NETZSCH amplió su línea de productos a principios de la década de 2000 y adquirió la empresa estadounidense Holometrix-Micromet, que venía produciendo tanto una serie de caudalímetros térmicos como un small LFA. Ya en 2002, se lanzó el primer instrumento de sobremesa NETZSCH LFA: el LFA 447 NanoFlash. Se utilizó especialmente en investigación básica y control de calidad. Con el LFA 457 MicroFlash®®, se introdujo en el mercado otro aparato de sobremesa LFA con amplias innovaciones técnicas y de diseño específicas. El LFA 457 MicroFlash® ® presentaba tanto una electrónica de nuevo diseño como varios hornos que permitían realizar mediciones en el rango de temperatura de -125°C a 1100°C. Todos los sistemas LFA cumplían la norma ASTM E1461.
Haga clic aquí para leer el artículo técnico de entonces del Dr. Jürgen Blumm y Stephan Knappe sobre el LFA 447 NanoFlash, titulado "From Light Flash to Heat Transfer of Polymers":
Primer ALF con fuente de luz de xenón de hasta 1250 °C
En 2013, con el LFA 467 HyperFlash®®, se lanzó con éxito un nuevo diseño para un aparato de láser/flash de luz. Este sistema de flash de luz sentó las bases para el nuevo aparato de alta temperatura LFA 467 HT HyperFlash®, con el que finalmente fue posible realizar mediciones con una lámpara de flash de xenón hasta 1250 °C. El espacio necesario para la versión de alta temperatura sigue siendo el mismo que para la versión de baja temperatura. Además, la fuente de luz se distingue por su larga vida útil y, adicionalmente, no requiere clasificación en una clase de láser.
Haga clic aquí para leer un artículo de nuestra revista para clientes OnSet de 2015 en el que se presenta el nuevo -en aquel momento- LFA 467 HT HyperFlash®:
Líder del mercado en la determinación de la conductividad térmica y la difusividad térmica
NETZSCH-Gerätebau GmbH ofrece hoy tres modelos de LFA, que cubren un amplio espectro de materiales en una amplia gama de temperaturas. Los sistemas LFA de NETZSCH cumplen las normas pertinentes sobre instrumentos y aplicaciones, como ASTM E1461 y DIN EN 821.
