Dilatomètre
Dilatomètre (DIL) - Mesure précise de la dilatation thermique des matériaux
Les dilatomètres permettent de déterminer avec précision la dilatation thermique de la longueur de solides, de poudres ou d’échantillons dans des conditions de température définies. Grâce à la détection précise des changements de longueur permettent de déterminer les transitions de phase, les processus de frittage et d’autres propriétés thermiques des matériaux – un facteur décisif pour la recherche, le contrôle qualité et le développement de matériaux.
Depuis 1957 nous développons et fabriquons des dilatomètres répondant aux exigences les plus diverses : des appareils de laboratoire compacts aux systèmes à haute température pour les instituts de recherche et les applications industrielles. Qu’il s’agisse de matériaux métalliques, Céramiques, Verres, Polymères ou composites, il existe une solution adaptée à chaque secteur, à chaque plage de température et à chaque application.
Dans nos Brochures vous trouverez un aperçu de tous les modèles. Nous nous ferons également un plaisir de vous conseiller individuellement afin de trouver le système optimal pour vos tâches de mesure.
Nos équipements sont conformes des normes internationales comme ASTM D696, ASTM E2550, ASTM E228, ASTM E831, ASTM E1131, ASTM D3175, ASTM D3850, ASTM D6370, ASTM D6375, ISO/DIS 9924, ISO 11358, DIN EN ISO 11359 et garantissent des résultats reproductibles et conformes aux normes.
Nos meilleurs dilatomètres pour une précision maximale
DIL L78 RITA
Tous les dilatomètres en un coup d'œil
Microscope à chauffage DIL L74 HM
Le site Dilatométrie est l’une des principales méthodes de détermination de la dilatation thermique des matériaux. Elle fournit des informations fondamentales sur les transitions de phase, les processus de frittage, les températures de transition vitreuse et les changements structurels sous l’influence de la température.
Depuis 1957 Linseis développe et produit l’une des gammes les plus complètes de dilatomètres (DIL) dans le monde entier. Ces systèmes permettent d’effectuer des mesures de longueur très précises et automatisées de solides, poudres, pâtes et liquides. dans la plage de température de -263 °C à 2800 °C.
Mesures et applications :
- Détermination du coefficient de dilatation thermique (CTE)
- Dilatation thermique linéaire (ΔL)
- Températures de frittage et étapes de frittage
- Détermination de la Transition vitreuse (Tg)
- Transitions de phase
- Optimisation des processus de cuisson
- Changements de volume
- Frittage à taux contrôlé (RCS)
- Décomposition
- Changement de densité
ā – coefficient de dilatation moyen
L₀ – longueur de l’échantillon initial
ΔL – variation de longueur
ΔT – variation de température
Calcul du coefficient de dilatation thermique
Le résultat d’une mesure dilatométrique est la variation de longueur d’un échantillon en fonction de la température et du temps.
Le coefficient de dilatation moyen (ā) décrit dans quelle mesure un matériau se dilate ou se contracte pour un changement de température donné.
Il résulte du rapport entre le changement de longueur relative et le changement de température et se calcule selon l’équation suivante :
La mesure s’effectue en plaçant un échantillon en forme de tige dans le porte-échantillon et en le reliant au système de mesure de longueur par l’intermédiaire du palpeur.
Pendant les taux de chauffage ou de refroidissement définis, le système enregistre avec précision et en continu la variation de la longueur de l’échantillon.
Il est ainsi possible d’effectuer des mesures de température et de température. la dilatation thermique, les transitions de phase, les températures de transition vitreuse et les processus de frittage. de manière fiable.
Variantes de dilatomètres et principes de construction
Orientation horizontale
Les dilatomètres de conception horizontale se caractérisent par une conception simple et robuste et un rapport qualité-prix intéressant.
Ils constituent le choix idéal pour les plages de températures moyennes et permettent une manipulation confortable des échantillons ainsi qu’un changement rapide des échantillons de mesure.
Il est en outre possible de réaliser des systèmes sur mesure pour des échantillons plus grands afin de couvrir des applications spéciales ou des géométries inhabituelles.
Alignement vertical
Les dilatomètres à alignement vertical fonctionnent selon le principe de la friction zéro, dans lequel l’échantillon est uniquement en contact avec la butée et la tige de poussée – pour une précision de mesure maximale sans perte de friction mécanique.
Selon la configuration, il est possible d’intégrer jusqu’à trois fours pour couvrir l’ensemble de la plage de température de -180 °C à 2800 °C. Les fours sont équipés d’un système de mesure de la température. Les systèmes verticaux conviennent donc aussi bien aux températures basses qu’aux températures extrêmement élevées.
Un autre avantage est l’augmentation du débit d’échantillons:
Un four chaud peut être automatiquement mis en marche, tandis qu’un four froid est déjà prêt pour la prochaine mesure – ce qui accélère considérablement le processus de changement.
L’orientation du four peut être adaptée en fonction de l’application :
Par basses températures, le four se trouve en bas (compartiment de mesure en haut) afin de garantir un accès optimal au gaz, car l’air froid tombe en bas.
En cas de températures élevées, le four est positionné en haut (chambre de mesure en bas) afin que l’air chaud s’échappe vers le haut et que la zone du capteur reste thermiquement soulagée.
Les systèmes verticaux offrent également un faible encombrement et des exigences minimales en matière d’espace de laboratoire.
Ils sont disponibles en différents modèles – simple, différentiel/double ou quattro-dilatomètre, pour mesurer un, deux ou quatre échantillons simultanément.
Mesure possible
Mesure éventuellement possible
Mesure impossible
| Device | Coefficient of thermal expansion (CTE) | Defined atmospheres | High-temperature range | Multiple measurements | Deformation/ Quenching | Non-contact measurement (sintering) | Calculated DTA | Relative density (density determination) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DIL L75 Horizontal |  | | | |  |  | | |
| DIL L75 Vertical | | | | | | | | |
| DIL L76 Horizontal | | | | | | | | |
| DIL L74 HM | | | | | | | | |
| DIL L74 OD | | | | | | | | |
| DIL L78 | | | | | | | | |
| DIL L70 HP | | | | | | | | |
| DIL L75 Quattro | | | | | | | | |
Extensions
Afin d’exploiter au mieux les performances des dilatomètres, plusieurs Add-ons et modules d’extension sont disponibles. Ils permettent d’adapter le système de mesure de manière ciblée à des applications, des matériaux ou des conditions de processus spécifiques.
Par des commandes de gaz supplémentaires des atmosphères définies comme l’air, le vide ou un gaz inerte peuvent être réglées avec précision – idéal pour les échantillons sensibles à l’oxydation ou réactifs.
Capteurs de force et unités de charge étendent la mesure à des paramètres thermomécaniques tels que la pression ou la déformation.
Avec des des extensions optiques ou laser permettent de détecter les variations de longueur sans contact et avec une haute résolution.
D’autres modules complémentaires tels que des passeurs automatiques d’échantillons, des dispositifs de sécurité et de calibration ou des des modules logiciels pour l’analyse des données augmentent l’efficacité, la sécurité et la reproductibilité des mesures.
Ainsi, les dilatomètres Linseis peuvent être configurés individuellement – pour une flexibilité maximale dans la recherche, le développement et l’assurance qualité.
L40 GASSAFETY
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Vos avantages - Caractéristiques uniques des dilatomètres Linseis
Linseis est la référence en matière de dilatométrie depuis des décennies.
Nos systèmes combinent une précision maximale, une flexibilité modulaire et une innovation technique – pour des résultats fiables en recherche, développement et assurance qualité.
1. Dilatomètre vertical à friction zéro
La conception verticale avec un support d’échantillon sans frottement (« Zero-Friction-Design ») assure une précision de mesure maximale – même à des températures allant jusqu’à 2800 °C.
Le système de mesure reste thermiquement stable, les dégagements gazeux sont évacués de manière optimale et les résultats sont reproductibles à long terme.
2. système multi-four et quattro
Avec jusqu’à trois fours combinables et quatre échantillons pouvant être mesurés simultanément, les dilatomètres Linseis offrent une flexibilité et une productivité maximales.
Cette combinaison unique décuple le débit – idéal pour les mesures en série, les comparaisons de matériaux ou l’optimisation des processus.
3. systèmes de mesure hybrides et interféromètres de Michelson
Qu’il s’agisse de la classique dilatométrie à bielle ou de la technologie laser haute résolution, Linseis couvre tous les principes de mesure.
La combinaison de la technologie LVDT et du codeur optique permet de réaliser des mesures absolues, nécessitant peu de maintenance et sans matériau de référence – une caractéristique unique sur le marché.
Pourquoi Linseis - La différence en dilatométrie
À long terme Un investissement à valeur ajoutée
Chez Linseis, l’accent n’est pas seulement mis sur la précision, mais aussi sur une valeur ajoutée durable tout au long du cycle de vie.
Nos systèmes offrent les coûts d’exploitation les plus bas de leur catégorie – grâce à des composants durables nécessitant peu d’entretien, une construction robuste et une maintenance logicielle intelligente.
Des interventions de maintenance moins nombreuses, des temps d’arrêt plus courts et des mises à jour à distance continues assurent une disponibilité maximale des installations et une sécurité pour l’avenir – pendant des décennies.
Personnalisation Solutions – La flexibilité en standard
Chaque tâche de mesure est unique – c’est pourquoi Linseis ne fabrique pas d’appareils standard, mais des systèmes sur mesure, exactement adaptés à votre application.
Qu’il s’agisse d’un four spécial, de capteurs spécifiques, d’une plage de température étendue ou d’une intégration logicielle personnalisée, notre équipe d’ingénierie expérimentée développe des solutions qui répondent parfaitement à vos exigences.
Grâce à notre architecture de produits modulaire, l’individualisation devient un standard – rapide, précis et fiable.
Pionniers technologiques et force d’innovation depuis 1957
Depuis plus de six décennies, Linseis est un leader technologique dans le domaine de l’analyse thermique.
Grâce à un excellent département R&D et au plus haut niveau d’intégration de production interne du secteur, Linseis conçoit des systèmes qui établissent de nouvelles références en matière de précision, de stabilité et d’adaptabilité.
De la conception mécanique à l’électronique et aux logiciels, chaque composant clé est développé en interne – pour une technologie de mesure d’une précision absolue, “Made in Germany.”
Compétence logicielle au plus haut niveau
Avec la nouvelle suite logicielle LiEAP, Linseis redéfinit la norme en matière d’analyse thermique.
Modulaire, intuitive et dotée de fonctions d’évaluation et de contrôle à distance de pointe, elle assure une efficacité, une transparence et un contrôle maximums à chaque étape du processus.
Domaines d'application de la dilatométrie
Foire aux questions sur la dilatométrie
Quelle est la différence entre un dilatomètre et un TMA ?
Un dilatomètre mesure les variations dimensionnelles absolues (ΔL) d’un échantillon en fonction de la température ou du temps, typiquement sous une contrainte mécanique minimale.
Un analyseur thermomécanique (TMA), en revanche, exerce une force définie sur l’échantillon et enregistre sa déformation. Outre les changements de longueur dus à la chaleur, les effets dus au comportement viscoélastique ou plastique sont également enregistrés.
La dilatométrie est donc idéale pour étudier la dilatation thermique, le retrait et le comportement au frittage, tandis que la TMA se concentre sur la déformation mécanique sous charge.
Outre les mesures classiques de compression et de pénétration, le TMA peut également fonctionner en traction. Cette méthode permet d’analyser avec précision les matériaux qui s’allongent lorsqu’ils sont chauffés ou soumis à une contrainte mécanique. L’élasticité, le fluage et la dilatation thermique peuvent ainsi être étudiés dans des conditions réalistes, ce qui est idéal pour les polymères, les films et les matériaux composites.
Quels sont les avantages et les inconvénients des dilatomètres verticaux et horizontaux ?
Les deux types de construction ont leurs avantages spécifiques et sont choisis en fonction de l’application.
Les dilatomètres horizontaux se distinguent par une conception simple et robuste, une répartition homogène de la température dans le compartiment à échantillons et une manipulation confortable des échantillons. Ils sont particulièrement adaptés aux applications standard dans la plage de température moyenne et sont considérés comme une solution rentable pour les analyses de routine.
Les dilatomètres verticaux offrent quant à eux une précision et une stabilité de mesure maximales, en particulier à haute température. Grâce à la conception di te à friction zéro (l’échantillon n’est en contact qu’avec la butée et la tige de poussée), les influences mécaniques et les pertes dues à la friction sont éliminées, ce qui permet d’obtenir des résultats particulièrement reproductibles. De plus, la chaleur s’évacue vers le haut, ce qui permet au système de mesure de rester thermiquement stable. Un autre avantage apparaît dans les études de frittage: en orientation verticale, la probabilité que l’échantillon adhère au porte-échantillon est nettement plus faible, ce qui permet de réaliser des mesures précises et sans interférences.
Les systèmes verticaux permettent également l’utilisation de plusieurs fours (par exemple, un four à basse température et un four à haute température), couvrant ainsi une plage de température étendue jusqu’à 2800 °C.
Dans l’ensemble, les systèmes horizontaux sont idéaux pour les mesures de routine et standard, tandis que les dilatomètres verticaux tirent leur épingle du jeu pour les mesures de haute précision, les températures extrêmes et les applications complexes.
Quels sont les avantages du laser DIL L75 (laser DIL L73) par rapport aux systèmes traditionnels ?
Le DIL L75 Laser (DIL L73 Laser) utilise l’interférométrie laser pour mesurer les variations absolues de longueur sans application de force.
Les erreurs dues au frottement, à l’hystérésis ou à la dérive sont ainsi éliminées, ce qui permet d’obtenir une résolution inférieure au nanomètre (jusqu’à 0,3 nm) et une excellente reproductibilité, même avec des échantillons réfléchissants ou sensibles.
Quelle est la différence entre un dilatomètre laser et un dilatomètre à encodeur optique ?
Le codeur optique sert de méthode de détection sur la tige de poussée et mesure le déplacement relatif à l’aide de la lumière réfléchie et d’un contact mécanique. Cette technique permet de détecter avec précision le changement de longueur entre l’échantillon et la référence, en se basant sur le mouvement de la tige de poussée.
En revanche, un dilatomètre laser détermine la dilatation absolue directement à partir du déphasage d’interférence de faisceaux laser cohérents. Cela permet d’obtenir une précision maximale, d’éviter l’usure mécanique et de ne pas avoir besoin d’étalons de calibrage.
Quelles sont les principales exigences pour la préparation des échantillons ?
Les échantillons doivent avoir une surface lisse et parallèle et des dimensions clairement définies pour obtenir des résultats reproductibles.
Le DIL L75 Laser (DIL L73 Laser), par exemple, permet de réaliser des géométries flexibles d’une longueur allant jusqu’à 50 mm et d’un diamètre allant jusqu’à 7 mm. Grâce au principe du laser sans contact, même les surfaces réfléchissantes ou non réfléchissantes peuvent être analysées sans modification.
Quels types de détecteurs sont utilisés pour mesurer les variations de longueur dans les dilatomètres ?
Les systèmes traditionnels utilisent des capteurs LVDT (Linear Variable Differential Transformer) ou des capteurs optiques à encodeur.
Les dilatomètres optiques disposent en outre d’une caméra intégrée qui enregistre visuellement le mouvement de l’échantillon et permet ainsi un contrôle et une documentation précis du processus de mesure.
Les dilatomètres laser, quant à eux, utilisent des détecteurs interférométriques qui mesurent les déphasages de la lumière avec une très grande précision, ce qui permet d’obtenir une résolution bien supérieure à celle des capteurs mécaniques.
Quels sont les avantages et les inconvénients des différents détecteurs (LVDT et codeur optique) ?
La dilatométrie utilise deux systèmes de mesure pour détecter les variations de longueur : les capteurs LVDT et les encodeurs optiques.
Les capteurs LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sont robustes, précis et nécessitent peu d’entretien. Ils fournissent une très haute résolution et sont insensibles à la poussière, aux vibrations ou aux variations de température. Ils sont donc particulièrement adaptés aux mesures à long terme et à haute température, pour lesquelles la stabilité mécanique est essentielle.
Les encodeurs optiques détectent la position absolue de l’échantillon via un système de mesure basé sur la lumière. Cela permet de déterminer directement la longueur de sortie (L₀) lors de l’insertion de l’échantillon – sans mesure séparée. De plus, ils offrent une plus grande plage de mesure, ce qui est particulièrement avantageux dans les processus de frittage avec un fort retrait. Cependant, ils sont plus sensibles à l’encrassement et nécessitent parfois un étalonnage.
Linseis combine sur demande les deux technologies dans un système hybride – combinant ainsi la précision et la robustesse du LVDT avec la flexibilité et la mesure absolue du codeur optique. Cela permet d’exploiter au mieux les avantages des deux systèmes.
Pour quelles applications les dilatomètres de trempe sont-ils nécessaires ?
Les dilatomètres de trempe (également appelés dilatomètres de quenching) sont utilisés pour étudier le comportement thermomécanique des aciers (métaux et alliages) au cours de processus réels de traitement thermique.
Ils permettent de simuler avec précision les processus de chauffage, de maintien et de trempe, tout en mesurant la variation de longueur de l’échantillon en fonction de la température et du temps.
Les applications typiques sont la détermination des températures de transformation, l’analyse des transformations de phase (par exemple austénite-martensite), ainsi que l’optimisation des paramètres de traitement thermique dans le développement de l’acier et des matériaux.
Il est ainsi possible d’adapter de manière ciblée les températures de trempe et de revenu ainsi que les taux de refroidissement afin d’obtenir les microstructures et les propriétés mécaniques souhaitées.
Les dilatomètres de trempe sont donc particulièrement importants pour la recherche, le contrôle qualité et l’optimisation des processus dans la métallurgie, l’aérospatiale, l’industrie automobile et partout où le comportement thermique des matériaux métalliques est crucial.
Quelle est la différence entre un dilatomètre simple et un dilatomètre double ?
La différence entre un dilatomètre simple (simple) et un dilatomètre double réside dans le principe de mesure et dans la manière de compenser les effets de l’environnement.
Un dilatomètre simple mesure la variation absolue de la longueur d’un échantillon unique en fonction de la température et du temps. Il s’agit du modèle classique et le plus utilisé. Il est idéal pour les mesures standard et les applications de routine.
Un double dilatomètre (ou dilatomètre différentiel) fonctionne avec deux échantillons mesurés en parallèle dans le même four – un échantillon de référence et un échantillon de mesure.
Cela permet de compenser directement les influences systématiques, comme la dérive du four ou la dilatation thermique de la structure. Il en résulte une plus grande précision et une meilleure reproductibilité, en particulier pour les mesures de longue durée ou les très petites variations de longueur.
En résumé :
Dilatomètre simple → solution simple et robuste pour les analyses standard.
Double dilatomètre → mesure plus précise et compensée en dérive grâce au guidage de référence parallèle – idéal pour les mesures de recherche et de comparaison exigeantes.
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