15.09.2022 by Aileen Sammler
a NETZSCH-Gerätebau 60 éve: A lézervillanó készülékek fejlesztése
Múlt héten megismerkedtél a NETZSCH történetével.Lézer/Light Flash analizátorok, röviden LFA-ként ismertek. Ma a további Lézer Flash fejlesztésekről fogunk beszélni, és bemutatjuk, hogy mit kutatott az ügyvezetőnk, Dr. Jürgen Blumm a disszertációjában az LFA-val kapcsolatban.
Az új alacsony hőmérsékletű lézervillogókészülék
Hogyan változik egy lakás fűtési/hűtési energiaigénye a különböző külső hőmérsékletek hatására, vagy hogyan alakul a hőmérséklet eloszlása egy műholdban a világűrben uralkodó körülmények között? Az ilyen kérdések megválaszolásához olyan mérőműszerre volt szükség, amely szobahőmérséklet alatt is képes működni.
NETZSCH ezért 1997-ben kifejlesztett egy LFA 427-es készüléket az alacsony hőmérsékleti tartományra, amely -40°C és 200°C között képes mérni az anyagok Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességét. Ezt a készüléket olyan területeken használták, mint az építőanyagok, a műanyagok, valamint a légi és űrhajózásban használt anyagok. Ennek az LFA-nak a különlegessége a kétágú fűtőtekercsekkel és hűtőköpennyel ellátott csőkemence, valamint a szobahőmérséklet alatti hőmérsékletekre szolgáló körkörös hűtőrendszer volt.
Lézeres villanáselemzés, mint ügyvezető igazgatónk, Dr. Jürgen Blumm disszertációjának része
Jürgen Blumm 1995-ben kezdte pályafutását az Alkalmazási Laboratóriumban. A würzburgi Julius-Maximilián Egyetemmel együttműködve a SzinterezésA szinterezés olyan gyártási eljárás, amelynek során kerámia- vagy fémporból mechanikailag erős testet alakítanak ki. szinterezés optimalizálására irányuló kutatási projekt révén 2003-ban a "Nagy teljesítményű kerámiák termikus jellemzése a szinterezési folyamat előtt, alatt és után" témának szentelte a disszertációját. A doktori disszertációja keretében kibővített és kombinált mérési módszerek teljesen új megközelítést hoztak a szinterelési folyamat elemzésébe. A kinetikai szimulációs számítások nagymértékben hozzájárultak a kerámiaanyagok SzinterezésA szinterezés olyan gyártási eljárás, amelynek során kerámia- vagy fémporból mechanikailag erős testet alakítanak ki. szinterezésének folyamatoptimalizálásához. Jürgen Blumm az elsők között kutatta a többlépcsős szinterezési kinetikát. A hőmérséklet-diffuzivitás vizsgálatára a Laser Flash eljárást alkalmazta:
Lásd itt egy részletet Jürgen Blumm disszertációjából:
“A lézervillantásos eljárással összhangban a Termikus diffúziós képességA hővezető képesség (a mm2/s egységgel) egy anyagspecifikus tulajdonság, amely az instacionárius hővezetés jellemzésére szolgál. Ez az érték azt írja le, hogy egy anyag milyen gyorsan reagál a hőmérsékletváltozásra.termikus diffúziós képesség mérésével sikerült meghatározni a fázisváltozásoknak a transzporttulajdonságokra gyakorolt hatását. Ez az érintkezés nélküli, roncsolásmentes mérési eljárás lehetővé tette a méréseket a szinterezési területen is. A szakirodalomból ismert, valamint a munka keretében újonnan kifejlesztett jelenlegi kiértékelési eljárások alkalmazása lehetővé tette a pontosságot jelentősen növelő eredmények elérését. Az összes mérés kombinációja lehetővé tette a kerámiaanyagok Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességének meghatározását a szinterelési folyamat előtt, alatt és után a szimulációs számításokhoz szükséges pontossággal.
A mért termofizikai adatok alapján végeselemes szimulációkat végeztünk, amelyek betekintést engednek a hőkezelés során a kerámia szintertesteken belüli hőmérsékleteloszlásba. Mindenekelőtt a hőmérsékletfüggő méretváltozások és a Termikus diffúziós képességA hővezető képesség (a mm2/s egységgel) egy anyagspecifikus tulajdonság, amely az instacionárius hővezetés jellemzésére szolgál. Ez az érték azt írja le, hogy egy anyag milyen gyorsan reagál a hőmérsékletváltozásra.termikus diffúziós képesség figyelembevételével magas hőmérsékleten is nagy pontosságú szimulációkat sikerült biztosítani. A meglévő kiértékelési rutinok továbbfejlesztésével és a legkorszerűbb kiértékelési eljárások alkalmazásával sikerült a mérési adatok nagyobb pontosságát és a SzinterezésA szinterezés olyan gyártási eljárás, amelynek során kerámia- vagy fémporból mechanikailag erős testet alakítanak ki. szinterezés során lejátszódó folyamatok jobb megértését elérni.
A munka keretében kibővített és/vagy kombinált mérési eljárások új megközelítést tesznek lehetővé a szinterelési folyamat elemzéséhez. A mérési eredmények alapján lehetővé tett szimulációs számítások lehetővé teszik a folyamatirányítás optimalizálását a kerámiaanyagok szinterezése során. Emellett a kerámiának a gyártási folyamat során történő közel teljes körű termikus jellemzése révén lehetővé válik az alkatrész termofizikai tulajdonságainak a későbbi alkalmazáshoz való igazítása.”
NanoFlashés MicroFlash®® megjelenik
Annak érdekében, hogy még szélesebb felhasználói piacot tudjon lefedni, a NETZSCH a 2000-es évek elején kibővítette termékcsaládját, és felvásárolta az amerikai Holometrix-Micromet vállalatot, amely egy hőáramlásmérő sorozatot és egy small LFA-t is gyártott. Már 2002-ben piacra került az első NETZSCH LFA asztali műszer: az LFA 447 NanoFlash. Ezt elsősorban az alapkutatásban és a minőségellenőrzésben használták. Az LFA 457 MicroFlash®® egy újabb, átfogó műszaki és formatervezési újításokkal rendelkező LFA asztali készülék került piacra. Az LFA 457 MicroFlash®® újonnan tervezett elektronikával és különböző kemencékkel rendelkezett, amelyek lehetővé tették a méréseket a -125°C és 1100°C közötti hőmérséklet-tartományban. Minden LFA rendszer megfelelt az ASTM E1461 szabványnak.
Kattintson ide, ha el szeretné olvasni Dr. Jürgen Blumm és Stephan Knappe "A fényvillanástól a polimerek hőátadásáig" című, az LFA 447 NanoFlash-ről szóló műszaki cikkét:
Az első LFA xenon fényforrással 1250 °C-ig
2013-ban az LFA 467 HyperFlash®® készülékkel sikeresen elindítottuk a lézer/fényvillanó készülék új konstrukcióját. Ez a fényvillanó rendszer megalapozta az új, magas hőmérsékletű LFA 467 HT HyperFlash® készüléket, amellyel végre 1250°C-ig lehetett méréseket végezni Xenon villanólámpával. A magas hőmérsékletű változat helyigénye ugyanaz maradt, mint az alacsony hőmérsékletű változaté. A fényforrás emellett hosszú élettartama révén különbözteti meg magát, és ráadásul nem igényel lézerosztályba sorolást.
Kattintson ide az OnSet ügyfélmagazinunk 2015-ös, az akkor új LFA 467-et bemutató cikkének elolvasásához HT HyperFlash®:
Piacvezető a hővezető képesség és a hővezetési tényező meghatározásában
NETZSCH-A Gerätebau GmbH ma három LFA modellt kínál, amelyek széles hőmérséklet-tartományban az anyagok széles spektrumát fedik le. A NETZSCH LFA rendszerek megfelelnek a vonatkozó műszer- és alkalmazási szabványoknak, mint például az ASTM E1461 és a DIN EN 821 szabványoknak.
