
07.09.2022 by Aileen Sammler
NETZSCH-Gerätebau의 60년: 레이저 플래시 장치의 역사
올해 초부터 엔드레스하우저( NETZSCH)는 회사 창립 60주년을 기념하고 있습니다. 이 기념일의 틀 안에서 매월 다른 분석 장비를 소개하고 수십 년 동안의 발전을 조명해 왔습니다. 9월 한 달은 다음과 같은 주제로 진행됩니다.레이저/광 플래시 분석기를 소개합니다.
열전도도와 확산도는 재료 또는 부품의 열전달 특성을 설명하는 데 가장 중요한 열물리학적 재료 파라미터 중 하나입니다. 열 확산도를 정밀하게 측정하기 위해 레이저/광 플래시 분석기(LFA)는 다각적이고 정밀한 기술을 통해 차별화되었습니다: 얇은 디스크 형태의 시료 앞면이 짧은 레이저 또는 광 펄스로 가열됩니다. 적외선 감지기를 사용하여 시료의 뒷면에서 발생하는 온도 상승의 시간적 과정을 측정합니다. 이 과정을 통해 열 확산도를 측정할 수 있습니다.

레이저 또는 라이트 플래시 방법은 1961년 Parker 등의 연구로 거슬러 올라갑니다. " 이 방법의 장점은 절대 온도 및/또는 열량과 같이 일반적으로 지루한 열 매개변수의 측정이 시간과 상대 온도 상승의 보다 정확하고 직접적이며 빠른 측정으로 대체되는 효과에 있습니다 ." 라는 당시의 인용문을 통해 이 방법의 장점을 알 수 있습니다 [Parker 외(1961)]]
칼스루에 원자력 연구 센터와 협력 계약 체결
온도에 따른 열 확산률의 측정은 1980년대에 이미 점점 더 중요해지고 있었습니다. 재료 또는 구성 요소의 열확산도를 알고 있다면 두께와 비열을 알면 열전도도를 계산할 수 있습니다. 무엇보다도 온도에 따른 열전도율의 결정은 컴퓨터, 화학 생산의 반응 챔버, 항공기 모터, 구동 메커니즘 등을 위한 구조 시스템의 치수를 계산할 수 있게 해주었기 때문에 매우 중요했습니다. 금속 주조 기술에서도 열전도도는 계속해서 중요한 역할을 하고 있습니다.
당시의 모든 기존 기기는 개방형 시스템, 즉 레이저 스탠드 프리였습니다. 시스템은 수평으로 배열되어 있었기 때문에 샘플을 수직으로 삽입해야 했습니다. 따라서 보호 공간과 레이저 글래스가 필수적이었습니다.
최초의 폐쇄형 시스템 출시
1989년 10월, 카를스루에 원자력 연구 센터의 "기술이전" 조정 부서와 NETZSCH-Gerätebau가 열 확산도를 측정하는 새로운 장치인 레이저 플래시 장치를 함께 개발하기 위한 협력 계약을 체결하게 된 것이 바로 이러한 배경에서 비롯되었습니다. 원자력연구소 재료연구소는 이 측정 기술, 특히 센서 및 레이저 분야에 대한 노하우를 보유하고 있었고, NETZSCH-Gerätebau는 정밀 엔지니어링, 규제, 제어 및 측정 기술, 용광로 건설 측면에서 필요한 역량을 보유하고 있었습니다.
이러한 지식과 30년간의 경험을 바탕으로 1992년에 3년의 짧은 개발 기간을 거쳐 최초의 폐쇄형 레이저 플래시 장치인 LFA 427을 시장에 출시했습니다.
이 제품은 20°C~2000°C의 온도 범위를 커버했습니다.

전체 기기는 주로 샘플 홀더, 배기가 가능한 내부 챔버가 있는 퍼니스 시스템, 펄스 모드에서 작동하는 레이저, 온도 센서 시스템, 조절, 전원 공급 및 데이터 기록을 위한 해당 전자 장치로 구성되었습니다. 당시로서는 빠른 PC가 데이터를 처리하고 유용한 그래픽 묘사를 제공했습니다. LFA 427은 완전히 폐쇄된 시스템으로 세계 시장에 처음 출시된 뛰어난 신개발품이었으며 오늘날에도 여전히 큰 성공을 거두고 있습니다.

그 이후로 레이저 빛에 대한 보호 조치 없이도 실험실에 장비를 설치할 수 있었습니다. 샘플 배치도 상당히 단순화되었습니다: 레이저가 수직으로 배치되었기 때문에 샘플을 간단히 놓을 수 있었고, 이는 마운트의 열 손실도 줄었다는 것을 의미했습니다.

올해 85세인 루드비히 하게만은 최근 오래된 LFA 브로셔 파일을 재현하기 위해 Windows ME 2000과 플로피 디스크 드라이브가 장착된 구형 DELL 노트북을 활성화하고 CorelDRAW 4와 WORD 97이 포함된 Harvard Graphics 3.0을 설치하는 작업을 진행했습니다. Hagemann은 1991년부터 1999년까지 NETZSCH 에서 애플리케이션 전문가로 근무한 후 명예로운 은퇴를 맞이했습니다. LFA는 그의 "아기"였습니다. 귀중한 역사적 자료를 제공해 주신 Hagemann 씨에게 감사드립니다.

원자력 연구 분야의 LFA
레이저 플래시 장치는 특히 사용되는 재료의 열적 특성에 대한 지식이 필수적인 안전 요소이기 때문에 원자력 연구와 같은 분야에서 사용되어 왔고 지금도 사용되고 있습니다.

LFA 사용자 모임
1995년, 1997년, 1999년에 첫 번째 LFA 사용자 회의가 열렸으며, 이 회의에서 현장 전문가들은 NETZSCH 전문가들과 만나 적용 사례와 최신 개발 사항을 논의하고 새로운 액세서리에 대해 알아보는 시간을 가졌습니다. 이 사용자 모임은 당시 실험실 책임자였던 잭 헨더슨 박사가 이끌었습니다.

다음 주에는 저온 레이저 플래시 장치인 신제품 나노플래시와MicroFlash®®, 그리고 1250°C의 제논 광원을 사용한 최초의 LFA의 개발에 대해 알아볼 예정입니다. 기대해주세요!