60 Years ofNETZSCH-Gerätebau：新しいレーザーフラッシュ装置の開発

^{新しい低温レーザーフラッシュ装置}

さまざまな外気温の結果、家庭の冷暖房に必要なエネルギーはどのように変化するのか、あるいは宇宙空間の条件下で人工衛星の温度分布はどのように見えるのか。このような疑問に答えるためには、室温以下でも動作可能な測定器が必要だった。

NETZSCH そこで1997年、-40℃から200℃までの材料の熱拡散率を測定できる低温領域用のLFA427が開発された。このLFAは、建築材料、プラスチック、航空・宇宙用材料などの分野で使用された。このLFAの特徴は、二重管状の加熱コイルと冷却ジャケットを備えた管状炉と、室温以下の温度用の円形冷却システムでした。

^{弊社代表取締役ユルゲン・ブルム博士の学位論文の構成要素としてのレーザーフラッシュ分析}

1995年、ユルゲン・ブルームは応用研究所でキャリアをスタートさせた。ユリウス・マクシミリアン大学ヴュルツブルク校との共同による焼結最適化研究プロジェクトを通じて、2003年に「焼結前、焼結中、焼結後の高性能セラミックスの熱特性評価」というテーマで学位論文を執筆した。博士論文の範囲内で拡張され、組み合わされた測定方法は、焼結プロセスの分析にまったく新しいアプローチをもたらした。動特性シミュレーション計算は、セラミック材料の焼結プロセスの最適化に向けて、画期的な貢献をした。ユルゲン・ブルームは、多段階焼結動力学を最初に研究した一人である。彼は、温度拡散率の調査にレーザーフラッシュ法を用いました：

Jürgen Blummの学位論文の抜粋はこちら：

“レーザーフラッシュ法に従って熱拡散率を測定することで、相変化が輸送特性に及ぼす影響を調べることができました。この非接触・非破壊測定法により、焼結領域でも測定が可能となった。文献で知られている現在の評価手順と、この研究の範囲内で新たに開発された評価手順を使用することで、かなり精度の高い結果を得ることができた。

測定された熱物理学的データに基づき、有限要素法シミュレーションが実施され、熱処理中のセラミック焼結体内の温度分布に関する知見が得られました。特に、温度に依存する寸法変化と熱拡散率を考慮することで、高温での高精度のシミュレーションが保証されました。既存の評価ルーチンを改良し、最先端の評価手順を使用することで、測定データでより高い精度を達成し、焼結中のプロセスをより深く理解することが可能になった。

本研究の範囲内で拡張された測定手順および/または組み合わされた測定手順により、焼結プロセスの解析への新しいアプローチが可能になった。測定結果に基づいて可能になったシミュレーション計算により、セラミック材料の焼結中のプロセス制御の最適化が可能になりました。さらに、製造過程におけるセラミックのほぼ完全な熱特性評価を通じて、部品の熱物理特性をその後の用途に合わせて調整することが可能になります。”
Dr. Jürgen Blumm

写真は2002年、韓国で改造LFA427ホットセルバージョンをセルブロックの前でテスト中のユルゲン・ブルム博士。

ナノフラッシュと MicroFlash^®登場

より広範なユーザー市場をカバーするため、NETZSCH 、2000年代初めに製品ラインを拡大し、ヒートフローメータシリーズとsmall LFAの両方を製造していたアメリカのHolometrix-Micromet社を買収した。すでに2002年には、最初のNETZSCH LFA卓上型装置であるLFA 447NanoFlashが発売されている。これは特に基礎研究と品質管理に利用された。LFA 457 MicroFlash^®LFA457では、包括的な技術的・設計的イノベーションを備えたもう一つのLFA卓上型装置が市場に導入された。LFA 457MicroFlash^®®は、-125℃から1100℃までの温度範囲での測定を可能にする新設計の電子機器と各種加熱炉を備えている。LFAシステムはすべてASTM E1461に準拠しています。

LFA 447ナノフラッシュに関するユルゲン・ブルム博士とステファン・ナッペによる当時の技術論文「光フラッシュからポリマーの熱伝導へ」はこちらをご覧ください：

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最高1250℃のキセノン光源を備えた初のLFA

2013年、LFA 467HyperFlash^®®により、レーザー/ライトフラッシュ装置の新設計が成功裏に開始された。この光フラッシュシステムは、新しい高温装置LFA 467HT HyperFlash®の基礎を築き、ついにキセノンフラッシュランプによる1250℃までの測定が可能になった。高温バージョンに必要なスペースは、低温バージョンと変わりません。さらに、この光源は長寿命であり、レーザークラスへの分類も不要である。

2015年に発行された『OnSet』誌に掲載された、当時としては新しいLFA 467を紹介する記事はこちらをご覧ください。 HT HyperFlash®:

オンセット記事

熱伝導率と熱拡散率の測定におけるマーケットリーダー

NETZSCH-Gerätebau GmbHは今日、広い温度範囲にわたる広範な材料をカバーする3種類のLFAモデルを提供しています。NETZSCH LFAシステムは、ASTM E1461やDIN EN 821などの関連機器・アプリケーション規格を満たしています。

創立60周年に関連するすべての記事はこちらで読むことができる。