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熱膨脹儀DIL 402 Expedis Select & Supreme
熱膨脹儀DIL 402 Expedis Select & Supreme

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德國

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圓派科學(xué)儀器(上海)有限公司

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熱膨脹儀DIL 402 Expedis Select & Supreme
產(chǎn)品規(guī)格

耐馳公司新款熱膨脹儀 DIL 402 Expedis Select & Supreme 集成了熱膨脹測量領(lǐng)域技術(shù),,為寬廣應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用而設(shè)計,。DIL Expedis 系列的所有型號均基于 NanoEye 測量系統(tǒng),在測量范圍與精度兩方面達(dá)到了新的高度,。

這一儀器是市面上一種支持調(diào)制力(振蕩型載荷)的水平式膨脹儀,,通過這一方式,,在熱膨脹儀與熱機(jī)械分析儀(TMA),、動態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)之間架起了橋梁。

Supreme 版配置,、功能強(qiáng)大,,Select 版則可靈活升級。這兩個版本為研究開發(fā),、與工業(yè)應(yīng)用量身定做,。

NanoEye

每一納米均納入計算

量程與分辨率的新的標(biāo)桿

對于傳統(tǒng)的熱膨脹儀,測試量程與分辨率這兩個參數(shù)很難兩全:高分辨率只能在很小的量程中實現(xiàn),;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(tǒng) NanoEye 克服了這一技術(shù)上的矛盾,,能夠同時提供高分辨率,、線性度與無以匹敵的寬廣量程。

工作原理在測試過程中,,當(dāng)樣品發(fā)生膨脹時,,圖中所有的綠色部分將在線性導(dǎo)軌(圖中藍(lán)色部分)的引導(dǎo)下向后移動,并由光學(xué)解碼器測出相應(yīng)的長度變化。

儀器特點

高靈活性與測樣效率

儀器為雙爐體結(jié)構(gòu),,可同時安裝兩個不同的爐體,,覆蓋從180℃到2000℃的寬廣的溫度范圍。另一配置方案是配備兩個相同的爐體交替使用,,再結(jié)合雙桿樣品支架,、在雙樣品模式下進(jìn)行測試,可以大大地縮短測樣周期,,提高儀器使用效率,。

Expedis Select / Supreme 提供了眾多的配置選擇:單爐體 / 雙爐體,手動 / 馬達(dá)驅(qū)動的爐體操作,,單 / 雙樣品支架,,管狀 / 桿狀樣品支架,等等等等,。豐富的配置是為了適應(yīng)各類應(yīng)用場合,。

自動長度測試與 MultiTouch

傳統(tǒng)的熱膨脹儀通常使用卡尺進(jìn)行樣品原始長度的測量,這可能加大測量結(jié)果的不確定性,,特別對于柔軟的樣品,。DIL 402 Expedis 可以在測試開始之前,在與測試本身等同的條件(頂桿接觸位置,、接觸力)下自動測量樣品的初始長度,。

對于可靠的熱膨脹測量,樣品在樣品支架內(nèi)具有穩(wěn)定的置放位置相當(dāng)關(guān)鍵,。DIL 402 Expedis 的 MultiTouch 功能使用獨特的尾式頂樣操作,,自動將樣品的置放位置調(diào)至合適。

DIL 402 Expedis 的熱電偶位置可以靈活調(diào)整,,以適應(yīng)不同的樣品長度,。通過導(dǎo)向桿,可將熱電偶調(diào)整至與樣品長短相匹配的合適的位置,,無需彎曲熱電偶,。

支持 3 路外接氣體;可連接到逸出氣體分析

如果使用的是三路質(zhì)量流量控制器(MFC,,選件),,氣體路徑在儀器內(nèi)部是分開的:保護(hù)氣先經(jīng)過測量單元,然后進(jìn)入樣品室,,而吹掃氣(兩路)則直接進(jìn)入樣品室,,保護(hù)氣和吹掃氣都通過爐體的出氣口排出。

DIL 402 Expedis 儀器爐體為真空密閉設(shè)計,,配備的 SiC 爐體非常適合通過毛細(xì)管與 QMS 或者 FTIR 進(jìn)行聯(lián)用,,在測試過程中對逸出的雜質(zhì),、添加劑、有機(jī)粘合劑及分解產(chǎn)物進(jìn)行深入研究分析,。

DIL 402 Expedis Select/Supreme - 技術(shù)參數(shù)

高溫版本

高溫度 2800°C

寬廣的溫度范圍

我們提供兩種不同的石墨爐體,,溫度分別為 2400°C 與 2800°C,提供了合適的配置以測量金屬,、合金,、陶瓷、復(fù)合材料等的熱膨脹,,適用于如航空航天,、新能源、石油/天然氣,、或其他研究領(lǐng)域,。

通過適配器,可將石墨爐體替換成標(biāo)準(zhǔn)爐體,,例如 SiC,SiO2,,Cu 或不銹鋼,。也可以反過來配置:配備了標(biāo)準(zhǔn)爐體的 DIL 402 Expedis Supreme HT 的測量單元在后續(xù)也可改裝使用高溫爐體。

高溫計,,可在**溫度下進(jìn)行檢測

由于 W-Rh 熱電偶在 2000°C 以上可能跟石墨反應(yīng),,DIL 402 Expedis Supreme HT 的樣品溫度是使用高性能的高溫計、以光學(xué)方式進(jìn)行檢測的,,可從室溫一直檢測到高溫度,。

精心設(shè)計系統(tǒng)

儀器擁有精心設(shè)計系統(tǒng),,可以對流經(jīng)測量系統(tǒng)的冷卻水與吹掃氣流進(jìn)行實時監(jiān)控。

可變的氣氛

DIL 402 Expedis Supreme HT 的爐體與樣品室之間以保護(hù)套管(玻璃碳或氧化鋁材質(zhì))進(jìn)行隔離,,因此可以對樣品,、以及加熱元件使用不同的氣氛。在使用氧化鋁保護(hù)套管(高溫度:1680°C)的情況下,,甚至可以為樣品使用空氣氣氛,。

儀器可以配備 AutoVac 系統(tǒng),對樣品室進(jìn)行抽真空與充填,,再加上內(nèi)置的對高溫計窗口的吹掃功能,,可以在氧化性與惰性氛圍間進(jìn)行直接切換。

DIL 402 Expedis Select/Supreme - 軟件功能

獨特的 Proteus®7 膨脹儀軟件提供了用戶所需的一切:運(yùn)行流暢,,提供可靠的結(jié)果,,快捷高效。它在提供豐富功能的同時,,也具有清晰的用戶界面,。此外,由于它的直觀性,,所以也十分易學(xué),。

但是,這還遠(yuǎn)不是全部,。即使是有經(jīng)驗的操作者,,也會為這一軟件可提供的眾多附加功能而留下深刻印象 -- 特別是密度測量, c-DTA®技術(shù),,和創(chuàng)新性的譜圖檢索識別功能 Identify,。

Proteus®軟件特殊功能一覽

(針對 DIL 402 Expedis Select 與 Supreme)

密度測量

這一插件能夠測量樣品密度的連續(xù)變化,,可應(yīng)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®信號能夠在分析長度變化的同時分析吸放熱效應(yīng),。同時也能夠用于溫度校正,。

號:DE102013100686

軟件

(對測量數(shù)據(jù)的擴(kuò)展分析。選配)

曲線識別 Identify

Identify 是業(yè)界的 DIL 曲線識別技術(shù),,包括檢索軟件,、以及內(nèi)置的多個數(shù)據(jù)庫中成百上千的參考數(shù)據(jù),,涉及陶瓷、無機(jī),、金屬,、合金、高分子及有機(jī)物領(lǐng)域,。除了耐馳公司提供的數(shù)據(jù)庫,,客戶也可自行創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫,通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與其他用戶共享,。

利用曲線識別技術(shù),,基于測試曲線的膨脹量、形狀及斜率在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行匹配檢索,,可以對未知樣品進(jìn)行鑒定分析,。也可將某個已知樣品作為標(biāo)準(zhǔn),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,。所有的測試數(shù)據(jù)都可存儲在一個龐大的數(shù)據(jù)庫中,用于后續(xù)的樣品鑒別或質(zhì)量控制,。

曲線識別(Identify)的優(yōu)勢

只需輕擊一下鼠標(biāo),,Indentify 便能提供所需信息:

DIL 402 Expedis Select/Supreme - 應(yīng)用實例

碳纖維增強(qiáng)碳材料的熱膨脹

本例測試的復(fù)合材料由作為基體的純碳和作為添加劑的碳纖維構(gòu)成。它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性,。起初,,這種材料僅應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。目前,,它也被廣泛應(yīng)用于鍋爐設(shè)備制造,、中空玻璃和半導(dǎo)體等行業(yè)中。

C/C 材料的熱膨脹系數(shù)取決于其纖維結(jié)構(gòu),。本例中,,測試了 45 度纖維方向(黑線)和0度纖維方向(紅線),兩條曲線都展現(xiàn)出纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的特征行為:在 300-400°C 附近達(dá)到*小尺寸,,隨后膨脹,。

在 2000°C 時, 45 度纖維方向樣品的相對長度變化(dL/L0%)及對應(yīng)的平均 CTE 分別為 0.155% 和 0.781×10-61/K(黑線),,而平行纖維方向樣品的相對長度變化(dL/L0 %)及對應(yīng)的平均 CTE 分別為 0.144% 和 0.727×10-61/K,,前者僅比后者高 7%,這說明材料性能對空間取向的依賴度不高,。

分別沿纖維排列方向(紅色)和 45 度纖維方向(黑色)取樣,對比不同方向 C/C 材料的膨脹性能,。

升溫速率:5K/min,,He 氣氛,,恒定接觸力:225mN,石墨樣品支架,。

圖示為相對長度變化曲線(實線)和以 20 度為參考溫度的平均熱膨脹系數(shù)曲線(m.CTE)(虛線),。


鋁合金樣品室溫到熔融過程體膨脹測量

本測試對鋁基合金在加熱過程中的行為進(jìn)行研究。圖中所示為體膨脹曲線(dV/V0,,黑線)和密度改變曲線(紅線),,兩者均可基于測量得到的熱膨脹數(shù)據(jù),在 Proteus®軟件中計算獲得,。

鋁合金在經(jīng)過一段線膨脹過程后在 559°C(c-DTA 的外推起始溫度,,藍(lán)色虛線)開始融化,須有特殊容器才能進(jìn)行相應(yīng)實驗,。

在熔融過程中樣品會有明顯膨脹,,此時兩相區(qū)同時存在液態(tài)和固態(tài),溫度高于 622°C 時,,樣品完全熔融,,在體積*大的同時,樣品的密度減小 10%(從 2.66 g/cm3變?yōu)?2.40 g/cm3),。

從 c-DTA 曲線(藍(lán)色)可以明顯看出在熔融過程中有吸熱效應(yīng),。

鋁基合金的熱行為。

升溫速率:5K/min,,氣氛:He,,恒定接觸力:250mN,氧化鋁樣品支架,,氧化鋁容器,。

圖示為體積膨脹曲線(黑色實線),計算所得密度曲線(紅色實線),,c-DTA曲線(藍(lán)色虛線)


鎢的熱膨脹 - 無氧化腐蝕下的高溫測試

鎢是一種易氧化的金屬,,但是基于 Expedis Supreme 的真空設(shè)計并結(jié)合 OTS®系統(tǒng),樣品可以在純凈的He氣氛下測試以獲得其真實的膨脹行為,,測量時不需要還原性氣氛來看表面氧化(發(fā)生表面氧化時樣品顏色會改變),。

實驗中,計算所得的 20°C 到 1500°C 下的平均 CTE 為 5.143×10-61/K,,與理論值僅僅相差 1.4×10-81/K,。理論值為 5.129×10-61/K(來自NIST標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表)。

鎢的熱膨脹曲線,。

樣品長度:25.00mm,,升溫速率:5K/min,氣氛:He,,恒定接觸力:250mN,,氧化鋁樣品支架,。

圖示為樣品的長度變化(黑色實線),理論值曲線(紅色虛線,,NIST標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表)

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