ヴィンテージモデルから進化したNanoEye システムへの進化を強調した熱膨張計の比較。

17.01.2022 by Aileen Sammler

60 Years ofNETZSCH-Gerätebau GmbH - 当社の熱膨張計 - パート II

NETZSCH-Gerätebau社創立60周年記念キャンペーンの一環として、1月は熱膨張計についてご紹介します。弊社の代表取締役であるユルゲン・ブルム博士が熱膨張計に関連する学位論文でどのような研究を行ったのか、また特許を取得したNanoEye 測定システムが熱膨張測定にどのような革命をもたらしたのかをご覧ください。

NETZSCH-Gerätebauの60周年記念バナー。歴史的な工場のイメージと近代的な施設、そしてお祝いの文章が並んでいる。

私たちのコミュニケーション・キャンペーンの一環として、1月は熱膨張計についてです。弊社の代表取締役ユルゲン・ブルム博士が学位論文で研究した熱膨張計に関連する内容や、特許を取得した測定システムがどのように熱膨張計に革命をもたらしたかをご覧ください。 NanoEye 熱膨張測定にどのような革命をもたらしたのか。抽選会への参加もお忘れなく。

ユルゲン・ブルム社長の学位論文の一部としての熱膨張計

1995年、ユルゲン・ブルームは当社の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グ校との協力による焼結最適化に関する研究プロジェクトを通じて、彼は学位論文を「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」という主題に捧げました。博士論文の範囲内で拡張され、組み合わされた測定法によって、焼結プロセスの分析にまったく新しいアプローチが可能になった。動力学シミュレーション計算は、セラミック材料の焼結におけるプロセス最適化に先駆的に貢献した。ユルゲン・ブルームは、熱膨張計(DIL)に関連した多段階焼結動力学を最初に研究した一人である。

ユルゲン・ブルム博士と同僚がセラミックの革新について語る。
2002年、NGB創立40周年を記念して熱膨張計を発表 - 左から:ユルゲン・ブルム博士、ダグマー・シパンスキー教授夫人、ハンス=ペーター・フリードリッヒ博士、ヴォルフ=ディーター・エメリッヒ博士(1974年から2005年までNGB常務取締役)

ユルゲン・ブルム博士の学位論文からの抜粋:

「高性能セラミックの製造において、粉末状の出発原料は、ほとんどの場合、添加剤(結合剤、焼結添加剤)で相殺されます。その後、粉末は成形プロセス(プレスなど)によってグリーンボディに変化する。その後、焼結工程を経て材料が固化し、粉末粒子が結合して気孔率が減少する。焼結は通常、熱処理の一環として行われるため、プロセス中の温度制御がセラミックの構造特性に決定的な影響を与えます。
今日、産業界の多くの分野で、材料や部品の製造工程のコンピュータ支援モデリングと最適化の手法が採用されている。例えば、鋳造技術における凝固プロセスの最適化のためのシミュレーション・プログラムは、長年にわたって広く使用されてきました。しかし、セラミック部品の製造では、こうした手法はまだ確立されていません。 熱膨張測定によって長さ変化を測定し、その測定データを熱運動学的に評価することで、単なる膨張測定では得られなかった焼結プロセス中の複雑な過程や反応経過を洞察することができます。サーモキネティック解析の使用は、さらに、コンピュータ支援シミュレーションによってセラミック材料の緻密化を最適化する可能性を提供します。"

弊社代表取締役ユルゲン・ブルーム博士の学位論文の詳細をお知りになりたい方は、9月の特集「レーザーフラッシュ分析(LFA)」にご期待ください。

特許取得NanoEye測定システム:熱膨張測定における革命

まだ覚えている人はいるだろうか?かつて、長さの変化は誘導変位変換器によって検出されていた。このアナログ測定原理は、不利な非線形性を示し、定期的に手動で校正する必要がありました。現在では、特許を取得した NanoEye 測定システムは100%の直線性を備えています。校正は測定システムの製造工程で行われるため、もはや必要ありません。2015年、当社はDILExpedis®®シリーズによる熱膨張測定システムの画期的な新コンセプトを導入しました。この NanoEye その時新たに統合された測定システムは、光電子測定センサーの相互作用と、アクチュエーターの助けを借りて正確に制御された力の印加に基づいていました。それ以来、試料の膨張や収縮に関係なく、10 mNから3 Nの間で一定の力を加えることが可能になった。 NanoEye は、50 mmまでの全測定範囲にわたって、完璧な直線性を保ちながら、これまで達成できなかった0.1 nmまでの分解能を提供します。

NETZSCH の機械開発責任者であるファビアン・ヴォールファルト博士が、革命的な熱膨張計測定システムNanoEye について語る。
2012年からNETZSCH 、ファビアン・ヴォールファルト博士は、NanoEye 熱膨張計測定システムの開発に関する博士論文を執筆した。

「特許を取得した測定システムの技術的に重要な特性として、摩擦のない拡張性、力制御ループ、自動試料長測定による高分解能とオペレーターの影響の軽減を同時に実現した測定範囲の拡大などが挙げられます」と、NETZSCH-Gerätebauの機械開発責任者であるファビアン・ヴォールファルト博士は説明する。

しかし、NETZSCH 、膨張挙動の決定がより正確になっただけでなく、測定開始前の正しい試料挿入のプロセスも簡素化された。この MultiTouch ソフトウェア機能は、挿入後に試料を正しく配置するのに役立ちます。さらに、試料の長さを手動で決定する必要がなくなりました。現在では、DILがこれらの作業をすべて自動的に行います。

NanoEye 測定セルの概略図。セラミック分析における正確な熱膨張測定のための主要コンポーネントを示す。
NanoEye 測定セルの概略図
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