07.09.2022 by Aileen Sammler
60 лет NETZSCH-Gerätebau: История аппарата для лазерных вспышек
С начала года мы в NETZSCH-Gerätebau GmbH отмечаем 60-летний юбилей нашей компании. В рамках этого юбилейного года мы ежемесячно представляем один из наших аналитических приборов и рассказываем о его развитии на протяжении десятилетий. Сентябрь мы посвящаемАнализаторам лазерных/световых вспышекизвестным как LFA.
Теплопроводность и диффузия являются одними из важнейших теплофизических параметров материала, описывающих теплопроводность материала или компонента. Для точного измерения теплопроводности используется лазерно-световой прибор LFA (Laser/Light Flash Apparatur), отличающийся многогранной и точной технологией: Передняя сторона тонкого образца в форме диска нагревается коротким лазерным или световым импульсом. С помощью инфракрасного детектора измеряется временной ход повышения температуры на задней поверхности образца. На основании этого хода можно определить температуропроводность.
Метод лазерной или световой вспышки берет свое начало в исследованиях Паркера и др. в 1961 году. Их тогдашняя цитата раскрывает преимущества этого метода: "Элегантность метода заключается в том, что измерение тепловых параметров, которое обычно является утомительным - таких как абсолютная температура и/или количество тепла - заменяется более точным, прямым и быстрым измерением времени и относительного повышения температуры" [Parker et al (1961)]
arcСоглашение о сотрудничестве с Центром ядерных исследований Карлсруэ
Измерение теплопроводности в зависимости от температуры приобрело все большее значение уже в 1980-х годах. Если известна тепловая диффузия материала или компонента, можно рассчитать теплопроводность, если известны толщина и удельная теплота. Такое определение теплопроводности, прежде всего как функции температуры, было важно, поскольку именно оно впервые позволило рассчитать размеры конструкционных систем для компьютеров, реакционных камер в химическом производстве, авиационных двигателей, приводных механизмов и т. д. Для технологии литья металлов теплопроводность также продолжает играть важную роль.
В то время все существующие приборы были открытыми системами, т.е. лазерный стенд frei. Система располагалась горизонтально, поэтому образцы нужно было вставлять вертикально. Таким образом, защитные пространства и лазерные очки были необходимы.
Первая закрытая система выходит на рынок
Вот как получилось, что в октябре 1989 года было подписано соглашение о сотрудничестве между координационным отделом "Передача технологий" Центра ядерных исследований Карлсруэarch и ООО " NETZSCH-Гератебау" для совместной разработки нового прибора для определения теплопроводности - известного как прибор лазерной вспышки. Институт исследования материаловarch Центра ядерных исследованийarch обладал ноу-хау в области этой измерительной техники, в частности, в области датчиков и лазеров; NETZSCH-Gerätebau имела необходимые возможности в области точного машиностроения, технологии регулирования, контроля и измерения, а также конструкции печей.
Эти знания и 30-летний опыт позволили создать первый закрытый аппарат для лазерной вспышки LFA 427, который был выпущен на рынок в 1992 году после короткого трехлетнего периода разработки.
Он охватывал диапазон температур от 20°C до 2000°C.
Весь прибор состоял из держателя образца, печи с внутренней камерой, которую можно было откачивать, лазера, работающего в импульсном режиме, системы датчиков температуры и соответствующей электроники для регулирования, питания и регистрации данных. Быстродействующий для своего времени компьютер обрабатывал данные и выдавал полезные графические изображения. LFA 427 была блестящей новой разработкой, которая впервые появилась на мировом рынке в виде полностью закрытой системы и до сих пор пользуется большим успехом.
С этого момента в лаборатории можно было устанавливать аппараты, не требующие мер защиты от лазерного излучения. Даже расположение образцов было значительно упрощено: Поскольку лазер теперь располагался вертикально, образец можно было просто положить на него, что также означало меньшую потерю тепла на крепление.
Людвиг Хагеманн, которому сегодня 85 лет, недавно активировал старый ноутбук DELL с Windows ME 2000 и дисководом для дискет и установил на него Harvard Graphics 3.0 с CorelDRAW 4 и WORD 97 - чтобы воссоздать старые файлы брошюр LFA. С 1991 по 1999 год мистер Хагеманн работал специалистом по приложениям на сайте NETZSCH, после чего ушел на заслуженную пенсию. LFA была его "ребенком". Большое спасибо мистеру Хагеманну, который предоставил нам очень ценные исторические материалы.
LFA in Nuclear Research
Аппараты лазерной вспышки использовались и продолжают использоваться в таких областях, как ядерные исследованияarch, поскольку здесь знание тепловых свойств используемых материалов является важным фактором безопасности.
Встречи пользователей LFA
В 1995, 1997 и 1999 годах состоялись первые встречи пользователей LFA; на них специалисты в полевых условиях встречались с экспертами сайта NETZSCH, чтобы обсудить примеры применения и последние разработки, а также познакомиться с новыми аксессуарами. Встречи пользователей проводились под руководством директора нашей лаборатории, доктора Джека Хендерсона.
На следующей неделе вы узнаете о разработке аппарата для низкотемпературных лазерных вспышек, новых продуктах NanoFlash и MicroFlash®®, а также о первом LFA с ксеноновым источником света до 1250°C. Следите за новостями!