05.10.2022 by Aileen Sammler
a NETZSCH-Gerätebau 60 éve: A dinamikai-mechanikai elemzés története
Az ideális rugalmas viselkedés, azaz az erőhatás megszűnése után a teljes és azonnali visszatérés a kiindulási alakba, csak elméletben létezik. A gyakorlatban minden anyag tulajdonsága a frekvencia függvénye, amely a belső súrlódás miatt lehet erősebb vagy kevésbé erős. Ezt a viselkedést viszkoelasztikusnak nevezzük.
A dinamikus mechanikai analízis (DMA) nélkülözhetetlen módszer a viszkoelasztikus tulajdonságok meghatározásához a legtöbb esetben polimer anyagok, például erősített és nem erősített hőre lágyuló műanyagok, duromerek vagy elasztomerek esetében. Ezzel az elemzési módszerrel a mechanikai tulajdonságok kvantitatív módon vizsgálhatók a hőmérséklet, az idő és az alkalmazott rezgő mintaterhelés frekvenciájának függvényében.
Október hónapban beszámolunk a DMA történetéről, és részleteket tárunk fel a széles DMA termékportfóliónkról, valamint annak sokrétű alkalmazásáról a minőségbiztosításban, a kutatásban és a fejlesztésben.
Amint arról már beszámoltunk az egyéves NETZSCH-Gerätebau 60 éves jubileumi kampányunk elmúlt hónapjaiban, a NETZSCH kezdetben csak a magas hőmérsékleti tartományra, azaz a kerámiára, üvegre, fémekre és építőanyagokra specializálódott. Később a vállalat az expanzív polimerágazatban is tevékenykedni akart, és így intenzíven foglalkozott az alacsony hőmérsékletű tartományban. A polimerek átfogó elemzéséhez a DSC és a TGA módszerek mellett a dinamikus-mechanikai analízisre (DMA) is szükség volt - ami akkor, a 90-es évek elején még fejlesztésre szorult.
1992. május 7-én a NETZSCH-Gerätebau GmbH bemutatta az első DMA 442-t a müncheni analytica kiállításon. Röviddel később átnevezték DMA 242-re, mivel időközben megszületett a DMA, DSC 200 és TG 209 műszerekből álló 200-as sorozat. A DMA 242-vel kifejlesztették az első Windows szoftveren alapuló (korábban DOS-alapú) NETZSCH műszert is! A DMA 242 a -150°C-tól 600°C-ig terjedő hőmérsékleti tartományt fedte le, ami a maga korában már széles volt.
A cél a polimerek és kompozitok viszkoelasztikus tulajdonságainak, pontosabban a komplex E-modulnak (tárolási modulus E', veszteségmodulus E"), a tan δ(tan delta) veszteségtényezőnek és a termikus fázisátmeneteknek, például az üvegesedésnek a meghatározása volt. Az új DMA műszer elsősorban a nagy autógyártókat és beszállítóikat, az elektronikai ágazatot, valamint az élelmiszer-technológiát és a gyógyszeripart célozta meg.
Az első, 1993-ban eladott műszert Dél-Koreába szállították. Érdekes módon az alkalmazási terület nem a polimer-, hanem az élelmiszeriparban volt: Az új ügyfél a DMA-t gumicukor elemzésére használta, a visszanyerési viselkedés mérésére, hogy összefüggést állapítson meg a rágási viselkedéssel.
Forradalmi többfrekvenciás mérés
Az első DMA csak három mintatartóval rendelkezett - hajlításhoz, összenyomáshoz és behatoláshoz. Később kifejlesztették a húzó és a lineáris nyíró mintatartókat. 1999-ben a NETZSCH az újonnan kifejlesztett, folyékony nitrogénen alapuló CC200 LN2 hűtőrendszernek köszönhetően -170°C-ra bővítette a hőmérséklet-tartományt.
Abszolút forradalmi volt akkoriban a többfrekvenciás mérés az úgynevezett mestergörbe létrehozására, amely az anyag viselkedésének extrapolálására szolgált a mérési tartományon túli frekvenciákon. Ezt a szoftverfunkciót már a standard szoftverbe integrálták.
"A gyakorlatban leggyakrabban használt analitikai adatokon kívül, mint például a tárolási és a veszteségmodulus a tan δ veszteségtényezővel együtt, a szoftver természetesen lehetővé teszi a többfeladatos működés (egyidejű mérés és kiértékelés), valamint a többmodulos működés bemutatását a teljes 200-as sorozat (több modul egyidejű működése) ..." - ahogy az akkoriban a NETZSCH DMA 242 prospektusban szerepelt.
Szabadalmaztatott technológia és a legjobb DMA a piacon
Talán emlékeznek rá - Stephan Knappe áprilisban már megismertetett minket a DSC történetének mérföldköveivel. Itt az ő nyilatkozata az akkor forradalmi DMA 242-ről: "A DMA volt az első olyan műszer a cég történetében, amellyel nemcsak hőelemzéseket végeztünk, hanem emellett a gyakorlat számára fontos mechanikai tulajdonságokat is meghatároztuk különböző erők, deformációk és frekvenciák mellett. A szabadalmaztatott elmozdulásmérő rendszer ("straine gage") akkoriban úttörő volt az akár 0,5 nm-es (nanométeres!) felbontásával".
Stephan Knappe több mint 30 éve dolgozik nálunk. A 90-es években a 200-as műszersorozat DSC-vel, TGA-val és DMA-val ellátott műszereinek termékmenedzseri pozícióját töltötte be. Mivel a NETZSCH akkoriban még nem volt annyira ismert a polimerek területén, a DMA asztali műszert bepakolta autója csomagtartójába, és körbejárta a németországi ügyfeleket - sikerrel: 1995/96-ban már nagy ismertségnek örvendtünk, és a legjobb DMA-val rendelkeztünk a piacon.
Számos DMA-workshop következett Németországban, majd később Európa többi részén és Kínában. 1996 és 2004 között Selbben egyre népszerűbb DMA felhasználói találkozókat tartottak, ahol megvitatták és élőben tesztelték az olyan befolyásoló paramétereket, mint a frekvencia, erő, deformációs amplitúdó, hőmérséklettartomány, mintatartó típusa, minta geometria, minta konzisztencia stb.
További műszerek, a DMA 242 C és a DMA 242 D 2000-ben, illetve 2013-ban kerültek forgalomba. A C változat ötdimenziós rendszermerevség-kalibrációval rendelkezett, és az acél könnyebb, majdnem ugyanolyan merev szénszál-erősítésű műanyagokkal való helyettesítésére használták az autóipari alkalmazásokban.
A DMA 242 E Artemis bemutatása
2013-ban a NETZSCH elindította a DMA 242 E Artemis modellt. Számos újítással rendelkezik:
- Nagyobb erőtartomány: ±12 N dinamikus és 12 N statikus erő
- Több mint 30 különböző mintatartó
- Páratartalom-generátor: pl. a víz mint poliamidok lágyítószerének hatásának vizsgálatához
- Proteus®® szoftver, kompatibilis más NETZSCH műszerekkel, mint például DSC, TGA, DIL, TMA, DEA
- Közvetlen görbe-összehasonlítás más NETZSCH mérési módszerek eredményeivel
Moduláris felépítésének, a különböző mintatartóknak és hűtőrendszereknek köszönhetően a DMA 242 E Artemis még ma is képes az alkalmazások és a mintafeltételek széles körét lefedni. A különböző bővítési lehetőségek sokasága ideális műszerré teszi minden laboratórium számára, és így biztonságos és hosszú távú befektetéssé.
További információ itt: DMA 242 E Artemis - NETZSCH Analizálás és tesztelés
A következő héten megtudhatja, hogyan lépett be a NETZSCH a gumi és gumiabroncs piacra a nagy terhelésű DMA segítségével. Maradjon velünk!