NETZSCH 는 60주년을 기념하여 과거와 현대의 STA 열 분석 장비를 나란히 비교하며 혁신을 강조합니다.

02.02.2022 by Dr. Ekkehard Post, Aileen Sammler

NETZSCH-Gerätebau GmbH의 60년 - 동시 열 분석의 역사

STA - 팽창도 측정과 함께 고전적인 열 분석 기법 중 하나인 이 기법은 NETZSCH-Gerätebau GmbH의 역사에서 가장 오래된 기법 중 하나입니다. 앞으로 몇 주 동안 STA의 역사와 최신 기기의 주요 특징에 대해 자세히 알아보겠습니다. 또한 미소를 짓게 만드는 멋진 서비스 스토리도 있습니다.

지난 1월에는 창립 60주년을 기념하는 행사의 일환으로 팽창도계의 비하인드 스토리를 살펴봤습니다. 2월에는 동시 열 분석인 STA에 대해 다룰 예정입니다. 지난 수십 년 동안의 STA 개발에 대한 흥미로운 이야기, 원자력 안전 연구 분야의 오랜 고객 중 한 명의 흥미로운 기여, 상하이의 중국 서비스 팀이 겪은 신기하고 기발한 경험에 대한 이야기가 있을 것입니다. 그리고 생일 축하 노래도 있을 것입니다..

동시 열화상 분석(TGA-DSC/DTA)(STA)의 역사

STA - 팽창률 측정과 함께 이 고전적인 열 분석 기법은 NETZSCH-Gerätebau GmbH의 역사에서 가장 오래된 기법 중 하나입니다. STA 기기는 차동 열 분석(DTA) 기법에서 발전했습니다. 1954년, NETZSCH 은 광물(카올린, 점토 등)의 특성 분석을 위한 최초의 DTA를 구축했습니다. 다른 용도 중에서도 광물 상 결정에 사용되었으며 북부 바이에른의 도자기 산업에서 세라믹 원료의 선택과 품질 보증에 중요한 방법이었습니다. 지질학 및 광물학에서는 점토 광물, 무기 물질 및 유기 화합물의 측정 및 정량화에 사용되었습니다. 나중에 열천칭(TGA)과 결합하여 에너지 효과와 질량 손실을 동시에 측정할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 탈수 또는 분해 과정으로 인한 체중 감소를 측정 중 흡열 또는 발열 DTA 피크에 할당할 수 있게 되었습니다.

최대 1050°C까지 측정하는 1954년의 차동 열 분석(DTA) 장치로, 빈티지 제어 시스템 설계가 적용되었습니다.
사진: 1954년에 제작된 최대 1050°C의 차동 열 분석(DTA) 장치, 사진 등록 및 제어 시스템 포함

1969년부터의 NETZSCH-Gerätebau GmbH의 회사 연혁에 대한 기사를 읽어보십시오.

최초의 NETZSCH 진공 온도계 TGA 419는 1969년에 제조되어 납품되었고, 1년 후 STA 429가 출시되었습니다. 그 당시에도 이미 STA 409가 있었지만 기밀성이 떨어졌습니다. 당시에도 데이터 기록은 여전히 측정 레코더를 통해 수행되었습니다. 엔탈피 측정을 위해 피크를 수동으로 잘라내고 무게를 측정했습니다. 나중에 작업자들은 듀얼 디스크 드라이브가 장착된 최초의 HP 컴퓨터(HP310)를 사용했습니다. 플로터와 도트 매트릭스 프린터는 평가 후 데이터의 그래픽 출력을 위해 사용되었습니다. 당시에는 티타늄, 텅스텐 또는 지르코늄과 같은 금속의 산화와 같은 산화를 방지하기 위해 불활성 가스 분위기에서도 측정할 필요가 있었기 때문에 가스 및 진공 밀폐형 기기 또한 개발되었습니다.

최초의 TGA 419 진공 온도계(1969년)와 STA 429(1970년), classic 열 분석 계측기를 선보였습니다.
사진: 최초의 TGA 419 진공 온도 저울(1969년, 왼쪽 이미지)은 1970년 가을에 처음 제작된 STA 429(오른쪽)와 매우 유사하게 생겼습니다

데이터 기록: 측정 레코더에서 최신 PC 기술까지

전자기기의 소형화와 컴퓨터 기술의 발전으로 정확도, 장기적인 안정성 및 감도에 대한 요구 사항은 시간이 지남에 따라 증가했습니다.

NETZSCH STA 장치는 데이터 수집 시스템, 측정 레코더, 플로터, 열 분석용 빈티지 HP 컴퓨터로 구성되어 있습니다.
사진: 데이터 수집, 측정 레코더, 플로터 및 HP 컴퓨터가 장착된 STA 장치. STA 409의 이전 전단지를 보려면 여기를 클릭하세요

여기를 클릭하여 첫 번째 STA 429 브로셔를 확인하세요.

이 시점부터 이전에 사용하던 아날로그 저울 대신 디지털 저울이 사용되었습니다. 이로 인해 저울 하우징의 부피도 줄어들었는데, 예를 들어 기존 STA 하우징의 데드 부피는 25ℓ에서 새 STA의 경우 약 2.5ℓ로 줄었습니다. 부피가 크게 줄어든 덕분에 펌프 아웃 시간, 가스 교환 프로세스가 단축되고 측정 대기의 순도가 개선되었습니다.

열 분석을 위한 측정 기술의 발전을 강조하는 아날로그 저울과 디지털 저울의 비교.
사진: 조명이 있는 아날로그 저울(왼쪽)과 디지털 저울(오른쪽)의 비교

유연성 극대화를 위한 모듈식 기기 설정

개발 초기부터 NETZSCH 의 철학은 분명했습니다: 고객이 직접 수행할 수 있는 몇 가지 수정 단계만으로 매우 유연한 측정 배열을 제공하는 STA의 모듈식 설정을 설계하는 것이 목적이었습니다.

예를 들어, 플러그인 시스템 덕분에 다양한 DTA 및 DSC 샘플 캐리어를 쉽게 교체할 수 있습니다. 이를 통해 TGA에서 TGA-DTA 또는 TGA-DSC 센서로 빠르게 전환할 수 있습니다. 다양한 열전대 유형을 사용하여 감도와 함께 측정에 최적화된 온도 범위를 조정하고 설정할 수 있습니다.

고객의 요청과 새로운 측정 요구 사항에 따라 -160°C~2400°C의 온도 범위를 커버하고 특수한 대기(수증기 용광로, 부식성 가스 대기용 용광로 등)를 허용하거나 매우 빠른 혐오 속도(고속 용광로)를 위해 설계된 다양한 용광로가 개발되었습니다. 다운스트림 가스 분석(MS, FT-IR, GC-MS)은 STA 기기에 중요한 추가 기능입니다. 많은 경우, STA 결과를 더 쉽게 해석할 수 있게 해주며, 그래야만 의미가 있는 경우가 많습니다. 다음 달에는 이러한 결합 가능성에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 그리고 다음 주에는 현재 STA의 특징이 무엇인지 자세히 알아보세요.

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