07.09.2022 by Aileen Sammler
60 Yıllık NETZSCH-Gerätebau: Lazer Flaş Aparatının Tarihi
Yılın başından bu yana NETZSCH-Gerätebau GmbH olarak 60 yıllık şirket yıldönümümüzü kutluyoruz. Bu yıldönümü çerçevesinde, her ay farklı bir analitik cihazımızı tanıtıyor ve on yıllar boyunca gelişimini vurguluyoruz. Eylül ayını bu yılki analitik cihazlarımıza ayırıyoruz.Lazer/Işık Parlaması Analizörlerikısaca LFA olarak bilinir.
Termal iletkenlik ve difüzivite, bir malzemenin veya bileşenin ısı taşıma özelliklerini tanımlamak için en önemli termofiziksel malzeme parametreleri arasındadır. Termal difüzivitenin hassas ölçümü için Laser/Light Flash Apparatur (LFA) çok yönlü, hassas teknolojisi ile farklılaşmıştır: İnce, disk şeklindeki bir numunenin ön tarafı kısa bir lazer veya ışık darbesi ile ısıtılır. Bir kızılötesi dedektör ile numunenin arka yüzeyinde ortaya çıkan sıcaklık artışının zamansal seyri ölçülür. Bu seyirden Termal DifüziviteTermal difüzivite (mm2/s birimiyle a), kararsız ısı iletimini karakterize etmek için malzemeye özgü bir özelliktir. Bu değer, bir malzemenin sıcaklıktaki bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdiğini açıklar.termal difüzivite belirlenebilir.
Lazer veya ışık flaşı yönteminin geçmişi Parker ve arkadaşlarının 1961 yılındaki çalışmalarına dayanmaktadır. O dönemde yaptıkları alıntı, bu yöntemin avantajlarını gün ışığına çıkarmaktadır: "Yöntemin zarafeti, mutlak sıcaklık ve/veya ısı miktarı gibi normalde sıkıcı olan termal parametrelerin ölçümünün yerini zamanın ve bağıl sıcaklık artışının daha hassas, doğrudan ve hızlı bir şekilde ölçülmesinin almasında yatmaktadır." [Parker ve diğerleri (1961)]
Karlsruhe Nükleer Araştırma Merkezi ile işbirliği anlaşmasıarch Center
Termal difüzivitenin sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ölçülmesi 1980'lerde giderek önem kazanmaya başlamıştır. Bir malzemenin veya bileşenin ısıl difüzivitesi biliniyorsa, kalınlık ve özgül ısının bilinmesi koşuluyla ısıl iletkenlik hesaplanabilir. Isıl iletkenliğin, her şeyden önce sıcaklığın bir fonksiyonu olarak belirlenmesi önemliydi, çünkü bilgisayarlar, kimyasal üretimdeki reaksiyon odaları, uçak motorları, tahrik mekanizmaları vb. için yapı sistemlerinin boyutlandırılmasının hesaplanmasına ilk izin veren şeydi. Metal döküm teknolojisi için de Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik önemli bir rol oynamaya devam etmektedir.
O zamanlar mevcut tüm cihazlar açık sistemlerdi; yani lazer standı serbestti. Sistem yatay olarak düzenlenmişti, bu nedenle numunelerin dikey olarak yerleştirilmesi gerekiyordu. Bu nedenle koruyucu alanlar ve lazer gözlükleri gerekliydi.
İlk kapalı sistem piyasaya çıkıyor
Böylece Ekim 1989'da Karlsruhe Nükleer Araştırmaarch Merkezi'nin "Teknoloji Transferi" Koordinasyon Departmanı, LLC ve NETZSCH-Gerätebau arasında termal difüziviteyi belirlemek için Lazer Flaş Aparatı olarak bilinen yeni bir cihazı birlikte geliştirmek üzere bir işbirliği anlaşması imzalandı. Nükleer Araştırmaarch Merkezi'ndeki Malzeme Araştırma Enstitüsüarch bu ölçüm teknolojisi ve özellikle de sensörler ve lazerler alanında bilgi birikimine sahipti; NETZSCH-Gerätebau ise hassas mühendislik, düzenleme, kontrol ve ölçüm teknolojisi ve fırın yapımı açısından gerekli kapasiteye sahipti.
Bu bilgi birikimi ve 30 yıllık deneyim, 1992 yılında üç yıllık kısa bir geliştirme sürecinin ardından piyasaya sürülen ilk kapalı Lazer Flaş Aparatı olan LFA 427 ile sonuçlandı.
Bu cihaz 20°C ila 2000°C arasında bir sıcaklık aralığını kapsıyordu.
Cihazın tamamı öncelikle bir numune tutucu, tahliye edilebilen bir iç hazneye sahip bir fırın sistemi, darbe modunda çalışan bir lazer, bir sıcaklık sensörü sistemi ve düzenleme, güç kaynağı ve veri kaydı için ilgili elektronik aksamdan oluşuyordu. Zamanına göre hızlı olan bir bilgisayar verileri işliyor ve yararlı bir grafik tasvir sağlıyordu. LFA 427, ilk kez tamamen kapalı bir sistem olarak dünya pazarına çıkan ve bugün hala çok başarılı olan parlak bir gelişmeydi.
O andan itibaren, lazer ışığına karşı herhangi bir koruyucu önlem almaya gerek kalmadan laboratuvarda aparatlar kurmak mümkün oldu. Numune düzenlemesi bile önemli ölçüde basitleştirildi: Lazer artık dikey olarak düzenlendiğinden, numune basitçe üzerine yerleştirilebilirdi ve bu da yuvaya daha az ısı kaybı anlamına geliyordu.
Bugün 85 yaşında olan Ludwig Hagemann, kısa bir süre önce Windows ME 2000 ve disket sürücüsü olan eski bir DELL dizüstü bilgisayarını aktive etmek ve eski LFA broşür dosyalarını yeniden oluşturmak için CorelDRAW 4 ve WORD 97 ile Harvard Graphics 3.0'ı yükledi. Bay Hagemann 1991'den 1999'a kadar NETZSCH adresinde Uygulama Uzmanı olarak çalışmış, ardından da hak ettiği emekliliğine ayrılmıştı. LFA onun "bebeğiydi". Bize çok takdir edilen bazı tarihi materyaller sağlayan Bay Hagemann'a çok teşekkür ederiz.
Nükleer Araştırmalarda LFAarch
Lazer Flaş Aparatları nükleer araştırma gibi alanlarda kullanılmıştır ve halen kullanılmaktadırarch, çünkü burada özellikle kullanılan malzemelerin termal özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak önemli bir güvenlik faktörüdür.
LFA kullanıcı toplantıları
1995, 1997 ve 1999 yıllarında ilk LFA kullanıcı toplantıları gerçekleştirildi; burada saha uzmanları uygulama örneklerini ve en son gelişmeleri tartışmak ve yeni aksesuarları tanımak için NETZSCH uzmanlarıyla bir araya geldi. Bu kullanıcı toplantıları o zamanki laboratuvar direktörümüz Dr. Jack Henderson tarafından yönetilmiştir.
Gelecek hafta, düşük sıcaklık lazer flaş aparatının geliştirilmesi, yeni ürünler NanoFlash ve MicroFlash®® ile 1250°C'ye kadar Xenon Işık Kaynaklı ilk LFA hakkında bilgi edineceksiniz. Bizi izlemeye devam edin!