DIL L75 Horizontal
Horizontales Dilatometer für Forschungsanwendungen
Beschreibung
Auf den Punkt gebracht
Das hochvakuumdichte Schubstangen-Dilatometer DIL L75 H (differentiell oder absolut) wurde speziell für die hohen Anforderungen der akademischen Gemeinschaft entwickelt. Durch sein einzigartiges Design lässt es keine Messaufgabe zur Bestimmung thermischer Längenänderungen an Festkörpern, Schmelzen, Pulvern und Pasten sowie keramischen Fasern ungelöst. Durch die gekapselte Bauweise sind Messungen sowohl unter Vakuum als auch oxidierenden und reduzierenden Atmosphären möglich.
Das perfekte Design des Messsystems mit dem hochauflösenden induktiven Wegaufnehmer unter Verwendung von Invar und einer umfassenden Thermostatisierung bietet höchste Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität. Optional können die mechanischen und elektrischen Komponenten des Dilatometers für den Einsatz in einer „Glovebox“ voneinander getrennt werden.
Mit unserer automatischen Druckregelung kann der Anpressdruck je nach Anwendung stufenlos zwischen 10 und 1000 mN variiert werden. Diese Funktion steuert den gewählten Anpressdruck während der gesamten Ausdehnung und/oder Schrumpfung der Probe kontinuierlich.
Die folgenden physikalischen Eigenschaften können gemessen werden:
- CTE
- Lineare Wärmeausdehnung
- Alpha Physical
- Sintertemperatur
- Phasen-Transformationen
- Erweichungspunkte
- Zersetzungstemperaturen
- Glasübergangs-Temperaturen
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Spezifikationen
| Modell | DIL L75 Horizontal* |
|---|---|
| Temperaturbereich: | -180 bis zu 2800°C |
| LVDT: | |
| Delta L Auflösung: | 0,03 nm |
| Messbereich: | +/- 2500 µm |
| Kontaktkraft: | 10 mN bis zu 1 N |
| Optischer Encoder: | |
| Delta L Auflösung: | 0,1 nm |
| Messbereich: | +/- 25000 µm |
| Automatische Probenlängendetektion: | ja |
| Kraftmodulation: | ja |
| Kontaktkraft: | 10 mN bis zu 5N |
| Multiple Ofenkonfiguration: | bis zu 2 Öfen |
| Motorisierte Ofenbewegung:: | optional |
| Gasdosierung: | manuelle Gasdosierung oder Mass Flow Controller 1/3 oder mehr Gase |
| Kontaktkrafteinstellung: | inklusive |
| Einzel-/ und Doppeldilatometer: | optional |
| Erweichungspunkt-Erkennung: | inklusive |
| Dichtebestimmung: | inklusive |
| L-DTA: | optional(bis zu 2000°C) |
| Ratenkontrolliertes Sintern (RCS): | inklusive |
| Thermische Bibliothek (Datenbank): | inklusive |
| Elektrische Thermostatisierung des Messkopfes: | inklusive |
| Tieftemperatur-Messoption: | LN2, Intra |
| Vakuumdichter Aufbau: | ja |
| Automatisches Evakuierungssystem: | optional |
| OGS Oxygen Getter: | optional |
*Spezifikationen hängen von den Konfigurationen ab
Öfen
| Temperatur | Typ | Heizelement | Atmosphäre | Temperatursensor |
|---|---|---|---|---|
| -180 – 500°C | L75/264 | Thermo coax | inert, oxid., red., vac. | Typ K |
| -180 – 700°C | L75/264/700 | Thermo coax | inert, oxid., red., vac. | Typ K |
| -180 up to 1000 | L75/264/1000 | Thermo coax | inert, oxid., red., vac. | Typ K |
| RT – 1000°C | L75/220 | Kanthal | inert, oxid., red., vac. | Typ K |
| RT – 1400°C | L75/230 | Kanthal | inert, oxid., red., vac. | Typ S |
| RT – 1600°C | L75/240 | SiC | inert, oxid., red., vac. | Typ S |
| RT – 1650°C | L75/240 PT | Platinum | inert, oxid., red., vac. | Typ S |
| RT – 2000°C | L75/260 | Graphite | N2/Vac. | Typ C and/or pyrometer |
| RT – 2800°C | L75/280 | Graphite | N2/Vac. | Pyrometer |
Messsyteme für DIL
Zahlreiche verschiedene Einzel-, Doppel- oder Quattro-Messsysteme aus Quarzglas, Al2O3 oder Graphit stehen zur Verfügung.
- Geräte zur Probenpräparation
- Verschiedene Probenhalter (Größe, Material)
- Schublehre für manuelle oder Online-Eingabe der Probenlänge
- Verschiedene Gasboxen: manuell, halbautomatisch und MFC geregelt
- Softwareoption ratenkontrolliertes Sintern (RCS)
- Verschiedene Rotations- und Turbomolekularpumpen
- Möglichkeit des Betriebs unter 100% H2
- LN2-Kühlung
- Auswahl von verschiedenen Dilatometermesssystemen
Vergleich zwischen LVDT und optischem Encoder
LVDT
Der LVDT (Linearer Variabler Differentialtransformator) besteht aus 3 Spulen: dem Gehäuse des LVDT und dem beweglichen Kern. Die Primärspule wird durch eine niederfrequente Wechselspannung erregt. Die beiden Sekundärspulen sind mit umgekehrter Polarität in Reihe geschaltet. Die horizontale Position des Kerns bestimmt den Grad der Kopplung zwischen der Primär- und der Sekundärspule.
Wenn sich der Magnetkern in der Mittelposition befindet, haben die induzierten Spannungen in den Sekundärspulen die gleiche Amplitude. Aufgrund der umgekehrten Polarität der beiden Spulen ist die Summe (Ausgangsspannung) Null. Wenn sich der Kern bewegt, ändert sich die Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspule. In der einen Sekundärspule steigt also die induzierte Spannung an, während in der anderen die Spannung abnimmt. Die Summe beider Spulen ist also nicht mehr Null. Die Summe der Amplitude hängt von der Größe der Bewegung des Kerns ab, während die Phase (Polarität) von der Bewegungsrichtung abhängt.
Vorteile:
- das Ausgangssignal ist absolut und für jede Position eindeutig, keine Referenzbewegung notwendig
- der Magnetkern kann ohne Reibung bewegt werden
- die Auflösung ist infinitiv, begrenzt durch das Rauschen der für die Signalaufbereitung verwendeten Elektronik
- nicht empfindlich, besser geeignet für Anwendungen in schmutziger Umgebung (Gas, Vakuum, Staub)
Nachteile:
- begrenzter Messbereich, z.B. +/- 2,5mm
- benötigt Kalibrierung
Optischer Encoder
Ein linearer optischer Kodierer verwendet ein Lineal aus Glas oder Metall mit einem speziellen optischen Profil darauf. In der Regel werden transparente und nicht transparente oder reflektierende und nicht-reflektierende Linien verwendet. Eine Lichtquelle strahlt auf das Lineal, und die Hell-Dunkel-Übergänge werden gemessen. Die Anzahl der gemessenen Übergänge entspricht der Verschiebung, während der Phasenbeitrag der beiden Detektoren A und B von der Richtung der Bewegung abhängt.
Vorteile:
- keine Kalibrierung erforderlich
- keine Grenze des Messbereichs
- Kraftmodulation – bietet TMA-Fähigkeiten
- hervorragende Reproduzierbarkeit
Nachteile:
- die Positionsänderung wird relativ gemessen, eine Nullpositionsmessung zur absoluten Positionsablesung ist notwendig
- begrenzte Auflösung: die untere Grenze für den Abstand der Muster auf dem Lineal liegt bei ca. 20 nm. Für höhere Auflösungen muss der Messwert interpoliert werden.
- das optische Detektorsystem ist empfindlich gegen Staub (Produktionsumgebung)
Software
Werte sichtbar und vergleichbar machen
Die leistungsfähige, auf Microsoft® Windows® basierende LINSEIS Thermoanalyse Software übernimmt bei der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von thermoanalytischen Experimenten, neben der eingesetzten Hardware, die wichtigste Funktion. Linseis bietet mit diesem Softwarepaket eine umfassende Lösung zur Programmierung aller gerätespezifischen Einstellungen und Steuerungsfunktionen, sowie zur Datenspeicherung und Auswertung. Das Paket wurde von unseren hausinternen Softwarespezialisten und Applikationsexperten entwickelt und jahrelang erprobt.
Dilatometerfunktionen
- Glasübergang und Erweichungspunktbestimmung
- Automatische Erweichungspunktabschaltung, frei einstellbar (Systemschutz)
- Anzeige von absoluter oder relativer Schrumpfung oder Ausdehnung
- Darstellung und Berechnung von technischem / physikalischem Ausdehnungskoeffizienten
- Ratenkontrolliertes Sintern (Software-Option)
- Sinterprozessauswertung
- Dichtebestimmung
- Automatische Auswerteroutinen
- Systemkorrektur (Temperatur, Nullkurve, etc.)
- Automatischer Nullpunktabgleich
- Automatische Stempelanpressdruckregelung
Allgemeine Funktionen
- Echtzeit-Farbdarstellung
- automatische und manuelle Skalierung
- Darstellung der Achsen frei wählbar (z. B. Temperatur (x-Achse) gegen Delta L (y-Achse))
- Mathematische Berechnungen (z. B. erste und zweite Ableitung)
- Abspeicherung kompletter Auswertungen
- Multitasking-Funktion
- Multi-User-Funktion
- Zoommöglichkeit verschiedener Kurvenausschnitte
- Beliebig viele Kurven können zum Vergleich übereinander geladen werden
- Online Help Menü
- Freie Beschriftungen
- EXCEL® und ASCII Export der Messdaten
- Datenglättung
- Nullkurven werden verrechnet
- Cursor-Funktion
- Statistische Kurvenauswertung (Mittelwertskurve mit Vertrauensintervall)
- Tabellarischer Ausdruck der Daten und Ausdehnungskoeffizienten
- Berechnung von Alpha Phys, Alpha Tech, relative Ausdehnung L/L0
- Kurvenarythmetik, Addition, Subtraktion, Multiplikation
Applikationen
Anwendungsbeispiel: DTA Messung mittels Quarzprobe
Mit dem Dilatometer L75 und dem DTA-Auswertezusatz kann an einer kristallinen (SiO2) Probe eine DTA-Messung mit gleichzeitiger Temperatureichung durchgeführt werden. Während einer linearen Aufheizphase der Probe wird das Regelverhalten durch die endothermen und exothermen Reaktionen verändert und vom Softwareprogramm korrigiert. Aus diesen Veränderungen wird eine DTA-Kurve erzeugt. Da diese Umwandlung bei SiO2, laut Literatur, bei 574°C stattfindet kann mittels des DTA-Peaks die Kalibrierung kontrolliert werden.
Anwendungsbeispiel
Die lineare thermische Ausdehnung (ΔL) und der Ausdehnungskoeffizient CTE einer Probe, in Argonatmosphäre gemessen, mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 5 K / min hat, bei 736,3 °C sein Eutektikum und Curie-Punkt. Der gemessene Temperaturpeak beim Ausdehnungskoeffizienten kann mit dem Literaturwert verglichen und damit die Kalibrierung des Gerätes kontrolliert werden.
