15.09.2022 by Aileen Sammler
60 ans de NETZSCH-Gerätebau : Le développement de nouveaux appareils à flash laser
La semaine dernière, vous avez découvert l'histoire de NETZSCH Analyseurs laser/éclair(en abrégé : LFA). Aujourd'hui, nous parlerons des développements ultérieurs du flash laser et dévoilerons les recherches effectuées par notre directeur général, le Dr Jürgen Blumm, dans le cadre de sa thèse sur le LFA.
Le nouvel appareil de flash laser à basse température
Comment les besoins en énergie pour chauffer/refroidir une maison changent-ils en fonction des différentes températures extérieures, ou comment la distribution de la température dans un satellite se présente-t-elle dans les conditions de l'espace ? Pour répondre à de telles questions, il fallait un instrument de mesure capable de fonctionner en dessous de la température ambiante.
NETZSCH c'est pourquoi, en 1997, un LFA 427 a été mis au point pour la gamme des basses températures, capable de mesurer la Diffusivité thermiqueLa diffusivité thermique (a avec l'unité mm2/s) est une propriété propre au matériau qui permet de caractériser la conduction thermique instable. Cette valeur décrit la rapidité avec laquelle un matériau réagit à un changement de température.diffusivité thermique des matériaux entre -40°C et 200°C. Il a été utilisé dans des domaines tels que les matériaux de construction, les plastiques et les matériaux pour les voyages aériens et spatiaux. Les caractéristiques particulières de ce LFA étaient son four tubulaire avec un serpentin de chauffage bifilaire et une chemise de refroidissement, ainsi qu'un système de refroidissement circulaire pour les températures inférieures à la température ambiante.
L'analyse flash laser comme élément de la thèse de notre directeur général, le Dr Jürgen Blumm
En 1995, Jürgen Blumm a commencé sa carrière dans le laboratoire d'applications. Dans le cadre d'un projet de recherche sur l'optimisation du FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage en collaboration avec l'université Julius-Maximilian de Würzburg, il a consacré sa thèse de doctorat en 2003 au thème "Caractérisation thermique des céramiques haute performance avant, pendant et après le processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage". Les méthodes de mesure qui ont été développées et combinées dans le cadre de sa thèse de doctorat ont apporté une approche entièrement nouvelle à l'analyse du processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage. Les calculs de simulation cinétique ont contribué à l'optimisation du processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage des matériaux céramiques. Jürgen Blumm a été l'un des premiers à étudier la cinétique du FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage en plusieurs étapes. Il a utilisé la procédure Laser Flash pour étudier la diffusivité de la température :
Voir ici un extrait de la thèse de Jürgen Blumm :
“La mesure de la Diffusivité thermiqueLa diffusivité thermique (a avec l'unité mm2/s) est une propriété propre au matériau qui permet de caractériser la conduction thermique instable. Cette valeur décrit la rapidité avec laquelle un matériau réagit à un changement de température.diffusivité thermique selon la procédure de flash laser a permis de déterminer les influences des changements de phase sur les propriétés de transport. Cette procédure de mesure sans contact et non destructive a permis d'effectuer des mesures même dans la zone de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage. L'utilisation de procédures d'évaluation courantes connues dans la littérature ainsi que de procédures nouvellement développées dans le cadre de ce travail a permis d'obtenir des résultats d'une précision considérablement accrue. La combinaison de toutes les mesures a permis de déterminer la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique des matériaux céramiques avant, pendant et après le processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage avec la précision nécessaire pour les calculs de simulation.
Sur la base des données thermophysiques mesurées, des simulations par éléments finis ont été effectuées, qui permettent de comprendre la distribution de la température dans un corps de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage en céramique pendant le traitement thermique. Surtout, en tenant compte des changements dimensionnels dépendant de la température et de la Diffusivité thermiqueLa diffusivité thermique (a avec l'unité mm2/s) est une propriété propre au matériau qui permet de caractériser la conduction thermique instable. Cette valeur décrit la rapidité avec laquelle un matériau réagit à un changement de température.diffusivité thermique, des simulations de haute précision ont été garanties à des températures élevées. L'amélioration des routines d'évaluation existantes et l'utilisation des procédures d'évaluation les plus modernes ont permis d'atteindre un niveau de précision plus élevé avec les données de mesure et une meilleure compréhension des processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage.
Les procédures de mesure développées et/ou combinées dans le cadre de ce travail permettent une nouvelle approche de l'analyse du processus de FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage. Les calculs de simulation rendus possibles sur la base des résultats de mesure permettent d'optimiser le contrôle du processus pendant le FrittageLe frittage est un procédé de production permettant de former un corps mécaniquement résistant à partir d'une poudre céramique ou métallique. frittage des matériaux céramiques. En outre, grâce à la caractérisation thermique quasi complète d'une céramique au cours du processus de fabrication, il devient possible d'adapter les propriétés thermophysiques d'un composant à son application ultérieure.”
NanoFlashet MicroFlash®® apparaissent
Afin de pouvoir couvrir un marché d'utilisateurs encore plus large, NETZSCH a élargi sa gamme de produits au début des années 2000 et a acquis la société américaine Holometrix-Micromet, qui produisait à la fois une série de débitmètres de chaleur et un LFA small. Dès 2002, le premier instrument de table LFA NETZSCH a été lancé : le LFA 447 NanoFlash. Il a été utilisé en particulier pour la recherche fondamentale et le contrôle de la qualité. Avec le LFA 457 MicroFlash®®, un autre appareil de table LFA doté d'innovations techniques complètes et spécifiques à la conception a été introduit sur le marché. Le LFA 457 MicroFlash®® comportait à la fois une électronique nouvellement conçue et divers fours permettant des mesures dans une plage de température allant de -125°C à 1100°C. Tous les systèmes LFA sont conformes à la norme ASTM E1461.
Cliquez ici pour lire l'article technique rédigé à l'époque par le Dr Jürgen Blumm et Stephan Knappe concernant le LFA 447 NanoFlash, intitulé "From Light Flash to Heat Transfer of Polymers" (Du flash lumineux au transfert de chaleur des polymères) :
Premier LFA avec source lumineuse au xénon jusqu'à 1250°C
En 2013, avec le LFA 467 HyperFlash®®, un nouveau concept d'appareil laser/éclair a été lancé avec succès. Ce système de flash lumineux a jeté les bases du nouvel appareil haute température LFA 467 HT HyperFlash®, qui permet enfin d'effectuer des mesures avec une lampe flash au xénon jusqu'à 1250°C. L'encombrement de la version haute température est resté le même que celui de la version basse température. En outre, la source lumineuse se distingue par sa longue durée de vie et n'a pas besoin d'être classée dans une catégorie de laser.
Cliquez ici pour lire un article de notre magazine client OnSet de 2015 présentant la nouvelle LFA 467 HT HyperFlash® :
Leader du marché dans la détermination de la conductivité et de la diffusivité thermiques
NETZSCH-Gerätebau GmbH propose aujourd'hui trois modèles de LFA, qui couvrent un large éventail de matériaux dans une vaste plage de températures. Les systèmes LFA NETZSCH sont conformes aux normes applicables aux instruments et aux applications, telles que ASTM E1461 et DIN EN 821.
