Dilatometer
Dilatometer (DIL) – Präzise Messung der thermischen Ausdehnung von Materialien
Dilatometer ermöglichen die exakte Bestimmung der thermischen Längenausdehnung von Feststoffen, Pulvern oder Proben unter definierten Temperaturbedingungen. Durch die präzise Erfassung von Längenänderungen lassen sich Phasenübergänge, Sinterprozesse und andere thermische Materialeigenschaften zuverlässig analysieren – ein entscheidender Faktor für Forschung, Qualitätskontrolle und Materialentwicklung.
Seit 1957 entwickeln und fertigen wir Dilatometer für unterschiedlichste Anforderungen: von kompakten Laborgeräten bis zu Hochtemperatursystemen für Forschungseinrichtungen und Industrieanwendungen. Ob metallische Werkstoffe, Keramiken, Gläser, Polymere oder Verbundmaterialien – für jede Branche, jeden Temperaturbereich und jede Anwendung steht die passende Lösung bereit.
In unseren Broschüren finden Sie eine Übersicht aller Modelle. Gerne beraten wir Sie auch individuell, um das optimale System für Ihre Messaufgaben zu finden.
Unsere Geräte entsprechen internationalen Standards wie 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 und garantieren reproduzierbare, normgerechte Ergebnisse.
Unsere Top-Dilatometer für höchste Präzision
Alle Dilatometer auf einen Blick
DIL L74 HM Erhitzungsmikroskop
Die Dilatometrie ist eine der wichtigsten Methoden zur Bestimmung der thermischen Längenausdehnung von Materialien. Sie liefert grundlegende Informationen zu Phasenübergängen, Sinterprozessen, Glasübergangstemperaturen und strukturellen Veränderungen unter Temperatureinfluss.
Seit 1957 entwickelt und produziert Linseis eine der umfassendsten Serien an Dilatometern (DIL) weltweit. Die Systeme ermöglichen hochpräzise und automatisierte Längenänderungsmessungen von Feststoffen, Pulvern, Pasten und Flüssigkeiten im Temperaturbereich von -263 °C bis 2800 °C.
Messgrößen und Applikationen:
- Bestimmung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE)
- Lineare thermische Ausdehnung (ΔL)
- Sintertemperaturen und Sinterstufen
- Bestimmung des Glasübergangs (Tg)
- Phasenübergänge
- Optimierung von Brennprozessen
- Volumenänderungen
- Ratengesteuertes Sintern (RCS)
- Zersetzung
- Dichteänderung
ā – mittlerer Ausdehnungskoeffizient
L₀ – Ausgangsprobenlänge
ΔL – Längenänderung
ΔT – Temperaturänderung
Berechnung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten
Das Ergebnis einer Dilatometermessung ist die temperatur- und zeitabhängige Längenänderung einer Probe.
Der mittlere Ausdehnungskoeffizient (ā) beschreibt, wie stark sich ein Material bei einer bestimmten Temperaturänderung ausdehnt oder zusammenzieht.
Er ergibt sich aus dem Verhältnis der relativen Längenänderung zur Temperaturänderung und wird nach folgender Gleichung berechnet:
Die Messung erfolgt, indem eine stabförmige Probe in den Probenhalter eingelegt und über den Fühlstempel mit dem Längenmesssystem verbunden wird.
Während der definierten Heiz- oder Kühlraten erfasst das System die Änderung der Probenlänge präzise und kontinuierlich.
So lassen sich thermische Ausdehnung, Phasenübergänge, Glasübergangstemperaturen und Sinterprozesse zuverlässig analysieren.
Dilatometer-Varianten und Aufbauprinzipien
Horizontale Ausrichtung
Dilatometer in horizontaler Bauweise zeichnen sich durch ein einfaches, robustes Design und ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis aus.
Sie sind die ideale Wahl für den mittleren Temperaturbereich und ermöglichen eine komfortable Probenhandhabung sowie einen schnellen Wechsel der Messproben.
Darüber hinaus lassen sich maßgeschneiderte Systeme für größere Proben realisieren, um auch spezielle Anwendungen oder ungewöhnliche Geometrien abzudecken.
Vertikale Ausrichtung
Vertikal ausgerichtete Dilatometer arbeiten nach dem Zero-Friction-Prinzip, bei dem die Probe ausschließlich mit dem Endanschlag und der Schubstange in Kontakt steht – für maximale Messpräzision ohne mechanische Reibungsverluste.
Je nach Konfiguration können bis zu drei Öfen integriert werden, um den gesamten Temperaturbereich von –180 °C bis 2800 °C abzudecken. Dadurch eignen sich vertikale Systeme sowohl für niedrige als auch extrem hohe Temperaturen.
Ein weiterer Vorteil ist der erhöhte Probendurchsatz:
Ein heißer Ofen kann automatisch hochgefahren werden, während ein kalter Ofen bereits für die nächste Messung bereitsteht – so wird der Wechselprozess deutlich beschleunigt.
Die Ausrichtung des Ofens kann je nach Anwendung angepasst werden:
Bei niedrigen Temperaturen befindet sich der Ofen unten (Messfach oben), um den optimalen Gaszugang zu gewährleisten, da kalte Luft nach unten fällt.
Bei hohen Temperaturen wird der Ofen oben positioniert (Messraum unten), damit heiße Luft nach oben abströmt und der Sensorbereich thermisch entlastet bleibt.
Vertikale Systeme bieten zudem einen geringen Platzbedarf und minimale Anforderungen an den Laborraum.
Sie sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich – als Einzel-, Differential-/Doppel- oder Quattro-Dilatometer, um eine, zwei oder vier Proben gleichzeitig zu messen.
Messung möglich
Messung eventuell möglich
Messung nicht möglich
| Gerät | Thermischer Ausdehnungs-koeffizient (CTE) | Definierte Atmosphären | Hochtemperaturbereich | Mehrfachmessung | Deformation / Quenching | Kontaktfreie Messung (Sintern) | Kalkulierte DTA | Relative Dichte (Dichte- bestimmung) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DIL L75 Horizontal |  | | | |  |  | | |
| DIL L75 Vertikal | | | | | | | | |
| DIL L76 Horizontal | | | | | | | | |
| DIL L74 HM | | | | | | | | |
| DIL L74 OD | | | | | | | | |
| DIL L78 | | | | | | | | |
| DIL L70 HP | | | | | | | | |
| DIL L75 Quattro | | | | | | | | |
Erweiterungen
Um die Leistungsfähigkeit der Dilatometer optimal auszuschöpfen, stehen verschiedene Add-ons und Erweiterungsmodule zur Verfügung. Sie ermöglichen es, das Messsystem gezielt an spezielle Anwendungen, Materialien oder Prozessbedingungen anzupassen.
Durch zusätzliche Gassteuerungen können definierte Atmosphären wie Luft, Vakuum oder Inertgas präzise eingestellt werden – ideal für oxidationssensitive oder reaktive Proben.
Kraftsensoren und Belastungseinheiten erweitern die Messung um thermomechanische Parameter wie Druck- oder Deformationsverhalten.
Mit optischen oder laserbasierten Erweiterungen lassen sich Längenänderungen kontaktlos und hochauflösend erfassen.
Weitere Add-ons wie automatische Probenwechsler, Sicherheits- und Kalibriereinrichtungen oder Softwaremodule für Datenanalyse erhöhen Effizienz, Sicherheit und Reproduzierbarkeit der Messungen.
So können die Linseis-Dilatometer individuell konfiguriert werden – für höchste Flexibilität in Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung.
L40 GASSAFETY
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Ihre Vorteile – Einzigartige Merkmale der Linseis-Dilatometer
Linseis setzt seit Jahrzehnten Maßstäbe in der Dilatometrie.
Unsere Systeme kombinieren höchste Präzision, modulare Flexibilität und technische Innovation – für zuverlässige Ergebnisse in Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung.
1. Zero-Friction-Vertikaldilatometer
Die vertikale Bauweise mit reibungsfreier Probenlagerung („Zero-Friction-Design“) sorgt für höchste Messgenauigkeit – selbst bei Temperaturen bis 2800 °C.
Das Messsystem bleibt thermisch stabil, Ausgasungen werden optimal abgeführt, und die Ergebnisse sind langfristig reproduzierbar.
2. Multi-Furnace- und Quattro-System
Mit bis zu drei kombinierbaren Öfen und vier gleichzeitig messbaren Proben bieten Linseis-Dilatometer maximale Flexibilität und Produktivität.
Diese einzigartige Kombination steigert den Durchsatz um ein Vielfaches – ideal für Serienmessungen, Materialvergleiche oder Prozessoptimierungen.
3. Hybrid-Messsysteme und Michelson-Interferometer
Ob klassische Schubstangendilatometrie oder hochauflösende Laser-Technologie – Linseis deckt alle Messprinzipien ab.
Die Kombination aus LVDT- und optischer Encodertechnologie ermöglicht absolute, wartungsarme Messungen ohne Referenzmaterial – ein Alleinstellungsmerkmal am Markt.
Warum Linseis – Der Unterschied in der Dilatometrie
Langfristige Investition mit Mehrwert
Bei Linseis steht nicht nur Präzision im Vordergrund, sondern auch nachhaltiger Mehrwert über den gesamten Lebenszyklus.
Unsere Systeme bieten die niedrigsten Betriebskosten ihrer Klasse – dank langlebiger, wartungsarmer Komponenten, robuster Bauweise und intelligenter Softwarepflege.
Weniger Serviceeinsätze, kürzere Stillstandszeiten und kontinuierliche Remote-Updates sichern maximale Anlagenverfügbarkeit und Zukunftssicherheit – über Jahrzehnte hinweg.
Individuelle Lösungen – Flexibilität als Standard
Jede Messaufgabe ist einzigartig – deshalb fertigt Linseis keine Standardgeräte, sondern maßgeschneiderte Systeme, exakt auf Ihre Anwendung zugeschnitten.
Ob Sonderofen, spezielle Sensorik, erweiterter Temperaturbereich oder kundenspezifische Softwareintegration – unser erfahrenes Engineering-Team entwickelt Lösungen, die perfekt zu Ihren Anforderungen passen.
Mit unserer modularen Produktarchitektur wird Individualisierung zum Standard – schnell, präzise und zuverlässig.
Technologische Pioniere und Innovationskraft seit 1957
Linseis ist seit über sechs Jahrzehnten technologischer Vorreiter in der thermischen Analyse.
Mit der branchenweit höchsten Eigenfertigungsquote und einer exzellenten R&D-Abteilung entstehen Systeme, die in Präzision, Stabilität und Anpassbarkeit neue Maßstäbe setzen.
Vom mechanischen Aufbau über die Elektronik bis zur Software stammt jedes Kernsystemelement aus eigener Entwicklung – für technologisch perfekte und kompromisslos präzise Messtechnik „Made in Germany“.
Softwarekompetenz auf höchstem Niveau
Mit der neuen LiEAP Software Suite definiert Linseis den Standard in der thermischen Analyse neu.
Modular aufgebaut, intuitiv bedienbar und mit modernsten Auswertungs- und Remote-Funktionen ausgestattet, sorgt sie für maximale Effizienz, Transparenz und Kontrolle in jedem Prozessschritt.
Anwendungsbereiche der Dilatometrie
Häufig gestellte Fragen zur Dilatometrie
Was ist der Unterschied zwischen einem Dilatometer und einer TMA?
Ein Dilatometer misst die absoluten Dimensionsänderungen (ΔL) einer Probe in Abhängigkeit von Temperatur oder Zeit, typischerweise unter minimaler mechanischer Belastung.
Ein thermomechanischer Analysator (TMA) hingegen übt eine definierte Kraft auf die Probe aus und zeichnet deren Verformung auf. Dabei werden neben thermisch bedingten Längenänderungen auch Effekte aus viskoelastischem oder plastischem Verhalten erfasst.
Die Dilatometrie eignet sich daher ideal für Untersuchungen zur thermischen Ausdehnung, Schrumpfung und zum Sinterverhalten, während sich die TMA auf die mechanische Verformung unter Belastung konzentriert.
Neben klassischen Druck- und Penetrationsmessungen kann die TMA auch unter Zug arbeiten. Diese Methode erlaubt die präzise Analyse von Materialien, die sich bei Erwärmung oder mechanischer Spannung dehnen. Dadurch lassen sich Elastizität, Kriechverhalten und thermische Dehnungen unter realistischen Bedingungen untersuchen – ideal für Polymere, Folien und Verbundwerkstoffe.
Was sind die Vor- und Nachteile von vertikalen und horizontalen Dilatometern?
Beide Bauformen haben ihre spezifischen Vorteile und werden je nach Anwendung gewählt.
Horizontale Dilatometer überzeugen durch ein einfaches, robustes Design, eine homogene Temperaturverteilung im Probenraum und eine komfortable Probenhandhabung. Sie sind besonders geeignet für Standardanwendungen im mittleren Temperaturbereich und gelten als kosteneffiziente Lösung für Routineanalysen.
Vertikale Dilatometer bieten dagegen höchste Präzision und Messstabilität, insbesondere bei hohen Temperaturen. Durch das sogenannte Zero-Friction-Design (die Probe steht nur mit Endanschlag und Schubstange in Kontakt) werden mechanische Einflüsse und Reibungsverluste eliminiert, was zu besonders reproduzierbaren Ergebnissen führt. Zudem steigt Wärme nach oben ab, wodurch das Messsystem thermisch stabil bleibt. Ein weiterer Vorteil zeigt sich bei Sinterstudien: In vertikaler Ausrichtung ist die Wahrscheinlichkeit einer Anhaftung der Probe am Probenhalter deutlich geringer, was exakte und störungsfreie Messungen ermöglicht.
Vertikale Systeme erlauben außerdem den Einsatz mehrerer Öfen (z. B. Tieftemperatur- und Hochtemperaturofen) und decken so einen erweiterten Temperaturbereich bis 2800 °C ab.
Insgesamt gilt: Horizontale Systeme sind ideal für Routine- und Standardmessungen, während vertikale Dilatometer ihre Stärken bei höchster Präzision, extremen Temperaturen und komplexen Anwendungen ausspielen.
Was sind die Vorteile des DIL L75 Lasers (DIL L73 Lasers) gegenüber herkömmlichen Systemen?
Das DIL L75 Laser (DIL L73 Laser) nutzt Laserinterferometrie, um absolute Längenänderungen ohne Krafteinwirkung zu messen.
Dadurch werden Fehler aufgrund von Reibung, Hysterese oder Drift vermieden, was eine Auflösung im Sub-Nanometerbereich (bis zu 0,3 nm) und eine hervorragende Reproduzierbarkeit ermöglicht – selbst bei reflektierenden oder empfindlichen Proben.
Was ist der Unterschied zwischen einem Laser-Dilatometer und einem mit optischem Encoder?
Der optische Encoder dient als Detektionsmethode an der Schubstange und misst die relative Verschiebung mithilfe von reflektiertem Licht und mechanischem Kontakt. Diese Technik ermöglicht eine präzise Erfassung der Längenänderung zwischen Probe und Referenz, basierend auf der Bewegung der Schubstange.
Ein Laser-Dilatometer hingegen ermittelt die absolute Ausdehnung direkt aus der Interferenzphasenverschiebung kohärenter Laserstrahlen. Dadurch werden höchste Genauigkeit, kein mechanischer Verschleiß und kein Bedarf an Kalibrierstandards erreicht.
Was sind die wichtigsten Anforderungen für die Probenvorbereitung?
Die Proben sollten eine glatte, parallele Oberfläche und klar definierte Abmessungen aufweisen, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Das DIL L75 Laser (DIL L73 Laser) z.B. ermöglicht flexible Geometrien mit einer Länge von bis zu 50 mm und einem Durchmesser von bis zu 7 mm. Dank des berührungslosen Laserprinzips können sogar reflektierende oder nicht reflektierende Oberflächen ohne Modifikationen analysiert werden.
Welche Arten von Detektoren werden zur Messung von Längenänderungen in Dilatometern verwendet?
Herkömmliche Systeme verwenden LVDT-Sensoren (Linear Variable Differential Transformer) oder optische Encodersensoren.
Optische Dilatometer verfügen dabei zusätzlich über eine integrierte Kamera, die die Probenbewegung visuell erfasst und so eine präzise Kontrolle und Dokumentation des Messvorgangs ermöglicht.
Laser-Dilatometer hingegen verwenden interferometrische Detektoren, die Phasenverschiebungen des Lichts mit höchster Präzision messen und damit eine weitaus höhere Auflösung erzielen als mechanische Sensoren.
Was sind die Vor- und Nachteile der verschiedenen Detektoren (LVDT und optischer Encoder)?
Bei der Dilatometrie kommen zwei Messsysteme zur Erfassung der Längenänderung zum Einsatz: LVDT-Sensoren und optische Encoder.
LVDT-Sensoren (Linear Variable Differential Transformer) sind robust, präzise und wartungsarm. Sie liefern eine sehr hohe Auflösung und reagieren unempfindlich auf Staub, Vibrationen oder Temperaturschwankungen. Dadurch eignen sie sich besonders für Langzeit- und Hochtemperaturmessungen, bei denen mechanische Stabilität entscheidend ist.
Optische Encoder erfassen die absolute Position der Probe über ein lichtbasiertes Messsystem. Das ermöglicht eine direkte Bestimmung der Ausgangslänge (L₀) beim Einlegen der Probe – ohne separate Messung. Zudem bieten sie einen größeren Messbereich, was vor allem bei Sinterprozessen mit starker Schrumpfung von Vorteil ist. Allerdings sind sie empfindlicher gegenüber Verschmutzung und benötigen gelegentlich eine Kalibrierung.
Linseis kombiniert auf Wunsch beide Technologien in einem Hybrid-System – und vereint so die Präzision und Robustheit des LVDT mit der Flexibilität und Absolutmessung des optischen Encoders. Damit lassen sich die Vorteile beider Systeme optimal nutzen.
Für welche Anwendungen werden Abschreckdilatometer benötigt?
Abschreckdilatometer (auch Quenching-Dilatometer) werden eingesetzt, um das thermomechanische Verhalten von Stählen (Metallen und Legierungen) während realer Wärmebehandlungsprozesse zu untersuchen.
Sie ermöglichen es, Erwärmungs-, Halte- und Abschreckvorgänge präzise zu simulieren und dabei die Längenänderung der Probe in Abhängigkeit von der Temperatur und Zeit zu messen.
Typische Anwendungen sind die Bestimmung von Umwandlungstemperaturen, die Analyse von Phasenumwandlungen (z. B. Austenit–Martensit), sowie die Optimierung von Wärmebehandlungsparametern in der Stahl- und Werkstoffentwicklung.
So lassen sich Härtungs-, Anlasstemperaturen und Abkühlraten gezielt anpassen, um gewünschte Mikrostrukturen und mechanische Eigenschaften zu erzielen.
Abschreckdilatometer sind daher besonders wichtig für Forschung, Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung in der Metallurgie, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und überall dort, wo das thermische Verhalten metallischer Werkstoffe entscheidend ist.
Was ist der Unterschied zwischen einem Single- und einem Doppeldilatometer?
Der Unterschied zwischen einem Single- (Einzel-) und einem Doppel-Dilatometer liegt im Messprinzip und in der Art der Kompensation von Umwelteinflüssen.
Ein Single-Dilatometer misst die absolute Längenänderung einer einzelnen Probe in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit. Es ist die klassische und am häufigsten verwendete Bauform und eignet sich ideal für Standardmessungen und Routineanwendungen.
Ein Doppeldilatometer (auch Differential-Dilatometer) arbeitet mit zwei Proben, die parallel im gleichen Ofen gemessen werden – einer Referenzprobe und einer Messprobe.
Dadurch können systematische Einflüsse, wie Ofendrift oder thermische Ausdehnung des Aufbaus, direkt kompensiert werden. Das führt zu einer höheren Präzision und Reproduzierbarkeit, besonders bei Langzeitmessungen oder sehr kleinen Längenänderungen.
Zusammengefasst:
Single-Dilatometer → einfache, robuste Lösung für Standardanalysen.
Doppeldilatometer → präzisere, driftkompensierte Messung durch parallele Referenzführung – ideal für anspruchsvolle Forschungs- und Vergleichsmessungen.
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