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热膨胀仪DIL 402 Expedis Classic
热膨胀仪DIL 402 Expedis Classic
产品规格

性能与优点


dil402 Expedis Classic


 

耐驰公司新款热膨胀仪 DIL 402 Expedis Classic 集成了热膨胀测量领域技术,为宽广应用领域内的应用而设计。DIL Expedis 系列的所有型号均基于 NanoEye 测量系统,在测量范围与精度两方面达到了新的高度。

NanoEye

每一纳米均纳入计算
量程与分辨率的新的标杆

对于传统的热膨胀仪,测试量程与分辨率这两个参数很难两全:高分辨率只能在很小的量程中实现;如果要得到较大量程,只能牺牲一定的分辨率。

新型自反馈光电位移测量系统 NanoEye 克服了这一技术上的矛盾,能够同时提供高分辨率、线性度与无以匹敌的宽广量程。

工作原理

在测试过程中,当样品发生膨胀时,图中所有的绿色部分将在线性导轨(图中蓝色部分)的引导下向后移动,并由光学解码器测出相应的长度变化。

仪器特点

使用寿命长

DIL 402 Expedis Classic 既可配备为单样品系统,也可配备为双样品/差示系统。两个版本的主机均已集成了测量热膨胀所需的所有硬件。既没有多余的外部电缆,也不需要额外的冷却水浴。

Expedis Classic 操作简单,免维护,使用寿命长,工作负担低,保证了使用者生产的顺畅性。该系统的独特的设计使得样品支架的更换十分简单,避免了损坏支架的风险。

优越的气密性和隔热设计是保证在预设气氛下得到结果的先决条件。气密性设计和集成的气体流量装置能够确保纯净的测量气氛。气体直接穿过测量单元和样品室。样品室的良好的隔热性则避免了由环境造成的温度波动。

 
 

操作简单

对于新款 DIL 402 的样品测试,使用预设定的测试程序能够简化操作者的测试准备过程。

仪器的 MultiTouch 功能能够利用独特的尾式顶样操作获得装样效果。在预设定的接触力下,可对样品的初始长度进行自动测量。炉体的闭合具有缓冲效果,从而保证了样品位置的稳定。

DIL 402 Expedis 的热电偶位置可以灵活调整,以适应不同的样品长度。通过导向杆,可将热电偶调整至与样品长短相匹配的合适的位置,无需弯曲热电偶。

炉体的更换也十分的简单,无需专门的经验。只需几次点击操作,便能开始测试。

接触力控制

接触力控制使得操作者能够测试小样品、精细、脆性样品或是泡沫样品,而保证样品不受破坏,或发生不可重复的形变,以及在整个测试过程中保持接触压力的一致性。

这一特性使得即使是不同的操作者也能够保证所测样品长度的良好重复性。滑动、滚动摩擦,以及粘滞效应在这个测量系统中都能够被避免。

 

DIL 402 Expedis Classic - 技术参数

  • 温度范围:RT … 1600°C
  • 升温速率:0.001 ... 50 K/min
  • 测量系统:NanoEye(单样品,或双样品/差示系统)
  • 样品支架:熔融石英或氧化铝,可自由更换。
  • 温度准确度:1 K
  • 温度精度:0.1 K
  • m.CTE(平均线膨胀系数)重复性:10-8 1/K
  • 测量范围:± 5000 μm
  • 分辨率:2 nm(全量程)
  • 样品长度:0…52mm(自动样品长度测量)
  • 气体控制:1 路(标配),或 3 路(选配)
  • 气氛:惰性,氧化性,静态/动态
  • 可选配空气压缩冷却系统

DIL 402 Expedis Classic - 技术参数

  • 温度范围:RT … 1600°C
  • 升温速率:0.001 ... 50 K/min
  • 测量系统:NanoEye(单样品,或双样品/差示系统)
  • 样品支架:熔融石英或氧化铝,可自由更换。
  • 温度准确度:1 K
  • 温度精度:0.1 K
  • m.CTE(平均线膨胀系数)重复性:10-8 1/K
  • 测量范围:± 5000 μm
  • 分辨率:2 nm(全量程)
  • 样品长度:0…52mm(自动样品长度测量)
  • 气体控制:1 路(标配),或 3 路(选配)
  • 气氛:惰性,氧化性,静态/动态
  • 可选配空气压缩冷却系统

DIL 402 Expedis Classic - 软件功能

独特的 Proteus®7 膨胀仪软件提供了用户所需的一切:运行流畅,提供可靠的结果,快捷*效。它在提供丰富功能的同时,也具有清晰的用户界面。此外,由于它的直观性,所以也十分易学。

但是,这还远不是全部。即使是有经验的操作者,也会为这一软件可提供的众多选件功能而留下深刻印象 -- 特别是密度测量, c-DTA® 专利技术,和创新性的识别软件功能。

Proteus® 软件特殊功能一览

  • 软化点检测
  • 软件控制的力的调整(包括:线性力,恒定力,斜变力,步阶力)
  • 密度测量*
  • 用于温度校正和检测热效应的c-DTA®* 功能
  • 速率控制烧结 RCS*
  • 曲线识别*,通过数据库对比识别未知的ΔL/L0曲线

*选配

密度测量

这一插件能够测量样品密度的连续变化,可应用于固体、液体、熔体、粘稠样品(如涂料),以及用于计算各向异性材料的体膨胀。

c-DTA® 专利*技术

c-DTA® 信号能够在分析长度变化的同时分析吸放热效应。同时也能够用于温度校正。

*专利号 DE102013100686

软件

(对测量数据的扩展分析)

  • 动力学软件*
  • 峰分离软件*(用于DIL微分信号的处理)

*选配

曲线识别 Identify

Identify 是业界DIL 曲线识别技术,包括检索软件、以及内置的多个数据库中成百上千的参考数据,涉及陶瓷、无机、金属、合金、高分子及有机物领域。除了耐驰公司提供的数据库,客户也可自行创建数据库,通过内部网络与其他用户共享。

利用曲线识别技术,基于测试曲线的膨胀量、形状及斜率在数据库中进行匹配检索,可以对未知样品进行鉴定分析。也可将某个已知样品作为标准,一批未知样品与其进行比较并评估,以进行质量控制。所有的测试数据都可存储在一个庞大的数据库中,用于后续的样品鉴别或质量控制。

曲线识别(Identify)的优势

只需轻击一下鼠标,Indentify 便能提供所需信息:

  • 识别未知的测量曲线
  • 通过测试曲线与数据库中的标准曲线之间的对比进行质量控制
  • 对目前的测试和数据库中现有条目的归档功能
  • 能够轻松地将现存测试添加至数据库

Identify


 

DIL 402 Expedis Classic - 应用实例

具有高抗冲击性能的低膨胀材料

 

硅酸硼材料具有低膨胀、高度抗冲击等众所周知的特性。此外,这种玻璃制品还具有优异的光学、化学和机械性能,能够应用在植入式医疗器械和太空探索等对产品具有较高要求的领域。下图显示了硅酸硼玻璃在室温至 700°C 之间的热膨胀过程。在 528°C(起始点)时,检测到了样品的玻璃化转变,软化则发生在 631°C。

 

空气气氛,5K/min 升温速率下的热膨胀曲线和一阶微分曲线。


预防釉料开裂

 

釉料与基体之间的匹配性差是造成开裂(蛛网式的裂缝布满釉面)的主要原因。导致这种现象产生的重要原因之一是釉料与基体的热膨胀不匹配。为了防止开裂,釉料的热膨胀系数小于基体。下图显示的是基体(蓝色曲线)与釉料(红色曲线)热膨胀行为的对比图,在 700°C(略低于釉料的玻璃化转变温度 718°C)时两者膨胀系数之间的差异为 0.02%。釉料的软化发生在 822°C。由于釉的膨胀系数较高,将导致在冷却过程中产生与膨胀成比例的不必要的张应力。

 

釉料和基体的对比图。在一阶微分曲线(蓝色虚线)上,于575°C检测到了石英α晶型→β晶型的转变。
测试条件:升温速率 5K/min,空气气氛。


瓷器生坯的烧结行为

 

瓷器是一种主要由高岭土、长石和石英等成分组成的陶瓷材料。在高温下(>1200°C)烧结坯体中形成的玻璃和莫来石结构会对瓷器的韧性、强度和半透明性造成影响。

在瓷器生坯的加热过程中,高岭土的脱羟基过程发生在 450°C 至 570°C 之间,在这个过程中形成了莫来石结构(热膨胀的峰值温度为 467°C(蓝色曲线),对应一阶微分曲线上的峰值温度为 517°C(红色曲线))。在这个温度范围内,由于粘土晶体结构中结晶水的释放从而导致了样品大约 0.4% 的收缩。一阶微分曲线上峰值温度为 572°C 的峰体现了石英α晶型→β晶型的转变。通过进一步观察,在 961°C 发生的效应(蓝色曲线),对应一阶微分上峰值温度为 985°C(红色)的峰是由于高岭土结构的破坏和 γ-Al2O3 的形成[1]。随着长石的完全熔化和莫来石的形成,1159°C 开始的两个烧结步骤的总收缩率为 10.8%。

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

 

瓷器生坯在空气气氛下(20ml/min),以 5K/min 的升温速率升温至 1250°C,推杆的接触力为 0.01N。


 

DIL 402 Expedis Classic - 相关附件

  • 与 QMS 403 D Aëolos® 联用的石英毛细管连接附件及加热适配器
  • 样品热电偶保护套管
  • 保护容器,用于易污染样品
  • 制样设备

 

 

 

 

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