德國耐馳熱膨脹儀

德國耐馳熱膨脹儀

德國耐馳熱膨脹儀 DIL 402 Expedis Classic 集成了熱膨脹測量領(lǐng)域的技術(shù)，為寬廣應用領(lǐng)域內的專(zhuān)業(yè)級的應用而設計。DIL Expedis 系列的所有型號均基于先進(jìn)的 NanoEye 測量系統，在測量范圍與精度兩方面達到了新的高度。

NanoEye

每一納米均納入計算
量程與分辨率的新的

對于傳統的熱膨脹儀，測試量程與分辨率這兩個(gè)參數很難兩全：高分辨率只能在很小的量程中實(shí)現；如果要得到較大量程，只能犧牲一定的分辨率。

新型自反饋光電位移測量系統 NanoEye 克服了這一技術(shù)上的矛盾，能夠同時(shí)提供高的分辨率、的線(xiàn)性度與寬廣的量程。

工作原理

在測試過(guò)程中，當樣品發(fā)生膨脹時(shí)，圖中所有的綠色部分將在線(xiàn)性導軌（圖中藍色部分）的引導下向后移動(dòng)，并由光學(xué)解碼器測出相應的長(cháng)度變化。

儀器特點(diǎn)

一體化設計，使用壽命長(cháng)

DIL 402 Expedis Classic 既可配備為單樣品系統，也可配備為雙樣品/差示系統。儀器為一體化設計，兩個(gè)版本的主機均已集成了精確測量熱膨脹所需的所有硬件。既沒(méi)有多余的外部電纜，也不需要額外的冷卻水浴。

Expedis Classic 操作簡(jiǎn)單而安全，免維護，使用壽命長(cháng)，工作負擔低，保證了使用者生產(chǎn)的順暢性。該系統的*的設計使得樣品支架的更換十分簡(jiǎn)單，避免了損壞支架的風(fēng)險。

*的氣密性和隔熱設計是保證在預設氣氛下得到精確結果的先決條件。氣密性設計和集成的氣體流量裝置能夠確保純凈的測量氣氛。氣體直接穿過(guò)測量單元和樣品室。樣品室的良好的隔熱性則避免了由環(huán)境造成的溫度波動(dòng)。

操作簡(jiǎn)單

對于新款 DIL 402 的樣品測試，使用預設定的測試程序能夠簡(jiǎn)化操作者的測試準備過(guò)程。

儀器的 MultiTouch 功能能夠利用*的尾式頂樣操作獲得最正的裝樣效果。在預設定的接觸力下，可對樣品的初始長(cháng)度進(jìn)行自動(dòng)測量。爐體的閉合具有緩沖效果，從而保證了樣品位置的穩定。

DIL 402 Expedis 的熱電偶位置可以靈活調整，以適應不同的樣品長(cháng)度。通過(guò)導向桿，可將熱電偶調整至與樣品長(cháng)短相匹配的合適的位置，無(wú)需彎曲熱電偶。

爐體的更換也十分的簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的經(jīng)驗。只需幾次點(diǎn)擊操作，便能開(kāi)始測試。

DIL 402 Expedis Classic - 技術(shù)參數

• 溫度范圍：RT … 1600°C

• 升溫速率：0.001 ... 50 K/min

• 測量系統：NanoEye（單樣品，或雙樣品/差示系統）

• 樣品支架：熔融石英或氧化鋁，可自由更換。

• 溫度準確度：1 K

• 溫度精度：0.1 K

• m.CTE（平均線(xiàn)膨脹系數）重復性：10^-8 1/K

• 測量范圍：± 5000 μm

• 分辨率：2 nm（全量程）

• 樣品長(cháng)度：0…52mm（自動(dòng)樣品長(cháng)度測量）

• 氣體控制：1 路（標配），或 3 路（選配）

• 氣氛：惰性，氧化性，靜態(tài)/動(dòng)態(tài)

• 可選配空氣壓縮冷卻系統

DIL 402 Expedis Classic - 軟件功能

*的 Proteus^®7 膨脹儀軟件提供了用戶(hù)所需的一切：運行流暢，提供可靠的結果，快捷高效。它在提供豐富功能的同時(shí)，也具有清晰的用戶(hù)界面。此外，由于它的直觀(guān)性，所以也十分易學(xué)。

但是，這還遠不是全部。即使是最有經(jīng)驗的操作者，也會(huì )為這一軟件可提供的眾多選件功能而留下深刻印象 -- 特別是密度測量， c-DTA^® 技術(shù)（DE19934448A1），和創(chuàng )新性的識別軟件功能。

Proteus^® 軟件特殊功能一覽

• 軟化點(diǎn)檢測

• 軟件控制的力的調整（包括：線(xiàn)性力，恒定力，斜變力，步階力）

• 密度測量*

• 用于溫度校正和檢測熱效應的c-DTA^®* 功能

• 速率控制燒結 RCS*

• 曲線(xiàn)識別*，通過(guò)數據庫對比識別未知的ΔL/L0曲線(xiàn)

*選配

密度測量

這一插件能夠測量樣品密度的連續變化，可應用于固體、液體、熔體、粘稠樣品（如涂料），以及用于計算各向異性材料的體膨脹。

c-DTA^® 技術(shù)

c-DTA^® 信號能夠在分析長(cháng)度變化的同時(shí)分析吸放熱效應。同時(shí)也能夠用于溫度校正。

*號 DE102013100686

高級軟件

（對測量數據的擴展分析）

• 動(dòng)力學(xué)軟件*

• 峰分離軟件*（用于DIL微分信號的處理）

*選配

曲線(xiàn)識別 Identify

Identify 是業(yè)界的 DIL 曲線(xiàn)識別技術(shù)，包括檢索軟件、以及內置的多個(gè)數據庫中成百上千的參考數據，涉及陶瓷、無(wú)機、金屬、合金、高分子及有機物領(lǐng)域。除了耐馳公司提供的數據庫，客戶(hù)也可自行創(chuàng )建數據庫，通過(guò)內部網(wǎng)絡(luò )與其他用戶(hù)共享。

利用曲線(xiàn)識別技術(shù)，基于測試曲線(xiàn)的絕對膨脹量、形狀及斜率在數據庫中進(jìn)行匹配檢索，可以對未知樣品進(jìn)行鑒定分析。也可將某個(gè)已知樣品作為標準，一批未知樣品與其進(jìn)行比較并評估，以進(jìn)行質(zhì)量控制。最后，所有的測試數據都可存儲在一個(gè)龐大的數據庫中，用于后續的樣品鑒別或質(zhì)量控制。

曲線(xiàn)識別（Identify）的優(yōu)勢

只需輕擊一下鼠標，Indentify 便能提供所需信息：

• 識別未知的測量曲線(xiàn)

• 通過(guò)測試曲線(xiàn)與數據庫中的標準曲線(xiàn)之間的對比進(jìn)行質(zhì)量控制

• 對目前的測試和數據庫中現有條目的歸檔功能

• 能夠輕松地將現存測試添加至數據庫

DIL 402 Expedis Classic - 應用實(shí)例

具有高抗沖擊性能的低膨脹材料

硅酸硼材料具有低膨脹、高度抗沖擊等的特性。此外，這種玻璃制品還具有優(yōu)異的光學(xué)、化學(xué)和機械性能，能夠應用在植入式醫療器械和太空探索等對產(chǎn)品具有較高要求的領(lǐng)域。下圖顯示了硅酸硼玻璃在室溫至 700°C 之間的熱膨脹過(guò)程。在 528°C（起始點(diǎn)）時(shí)，檢測到了樣品的玻璃化轉變，軟化則發(fā)生在 631°C。

預防釉料開(kāi)裂

釉料與基體之間的匹配性差是造成開(kāi)裂（蛛網(wǎng)式的裂縫布滿(mǎn)釉面）的主要原因。導致這種現象產(chǎn)生的重要原因之一是釉料與基體的熱膨脹不匹配。為了防止開(kāi)裂，釉料的熱膨脹系數必須小于基體。下圖顯示的是基體（藍色曲線(xiàn)）與釉料（紅色曲線(xiàn)）熱膨脹行為的對比圖，在 700°C（略低于釉料的玻璃化轉變溫度 718°C）時(shí)兩者膨脹系數之間的差異為 0.02%。釉料的軟化發(fā)生在 822°C。由于釉的膨脹系數較高，將導致在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生與膨脹成比例的不必要的張應力。

瓷器生坯的燒結行為

瓷器是一種主要由高嶺土、長(cháng)石和石英等成分組成的陶瓷材料。在高溫下（>1200°C）燒結坯體中形成的玻璃和莫來(lái)石結構會(huì )對瓷器的韌性、強度和半透明性造成影響。

在瓷器生坯的加熱過(guò)程中，高嶺土的脫羥基過(guò)程發(fā)生在 450°C 至 570°C 之間，在這個(gè)過(guò)程中形成了莫來(lái)石結構（熱膨脹的峰值溫度為 467°C（藍色曲線(xiàn)），對應一階微分曲線(xiàn)上的峰值溫度為 517°C（紅色曲線(xiàn)））。在這個(gè)溫度范圍內，由于粘土晶體結構中結晶水的釋放從而導致了樣品大約 0.4% 的收縮。一階微分曲線(xiàn)上峰值溫度為 572°C 的峰體現了石英α晶型→β晶型的轉變。通過(guò)進(jìn)一步觀(guān)察，在 961°C 發(fā)生的效應（藍色曲線(xiàn)），對應一階微分上峰值溫度為 985°C（紅色）的峰是由于高嶺土結構的破壞和 γ-Al2O3 的形成[1]。隨著(zhù)長(cháng)石的*熔化和莫來(lái)石的形成，1159°C 開(kāi)始的兩個(gè)燒結步驟的總收縮率為 10.8%。

[1] Classic and Advanced Ceramics: From Fundamentals to Applications, Robert B. Heimann, 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH && Co. KGaA, Weinheim

DIL 402 Expedis Classic - 相關(guān)附件

• 與 QMS 403 D A?olos^® 聯(lián)用的石英毛細管連接附件及加熱適配器

• 樣品熱電偶保護套管

• 保護容器，用于易污染樣品

• 制樣設備