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© Fraunhofer IFAM DresdenInstitutsteil Dresden
Möglichkeiten der Thermoanalyseam Fraunhofer IFAM Dresden
Kontakt:
Dipl.-Ing. Thomas Hutsch
Tel.: 0351/2537-396Fax: 0351/2537-399E-Mail:
Internet:
www.ifam-dd.fraunhofer.de
Fraunhofer Institut für Fertigungstechnikund angewandte Materialforschung IFAM, Institutsteil DresdenThermoanalyseWinterbergstraße 28D-01277 Dresden
Ansprechpartner:
© Fraunhofer IFAM DresdenInstitutsteil Dresden
Thermoanalyse? Was ist das?
Die thermische Analyse umfasst Methoden, bei denen physikalische und chemische Eigenschaften einer Substanz, eines Substanzgemisches und/oder von Reaktionsgemischen als Funktion der Temperatur, Zeit oder des Druckes gemessen werden. Unter definierter Atmosphäre wird die Probe kontrolliert einem Temperatur- Zeit- Programm unterworfen.
Parameter:MessmethodeAtmosphäreProbengeometrieZyklenanzahlHeiz-, Abkühlrate [K/min]Isotherme Haltezeit [min]
Hinweise zu Reaktionen, Umgang und EntsorgungZeit
Tem
per
atu
r
isothermdynamisch dynamisch
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Möglichkeiten der Thermoanalyseam Fraunhofer IFAM Dresden
RUBOTHERM MSB
HOT DISK TPS 2500S NETZSCH DSC 404C
NETZSCH STA 409C
NETZSCH STA 449F3 Jupiter
NETZSCH STA 449C Jupiter
NETZSCH LFA 447 Nanoflash
NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix
NETZSCH DIL 402E
BÄHR DIL 801
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Folie 4
Dilatometrie - Messprinzip
Wofür?• Längenänderung• Schwindung• relative Längenänderung• lin. therm. Ausdehnungskoeffizient• diff. therm. Ausdehnungskoeffizient• Erweichungspunkt• Transformationspunkt• Quellverhalten• Penetration• Schrumpfung• Dichteänderung
Probengeometrie:Probenlänge: bis 25 mmProbenlänge CTE- Proben: 15 – 20 mmProbendurchmesser: bis 12 mmbinderfrei
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Folie 5
Dilatometrie – Thermoanalyse Fraunhofer IFAM Dresden
-150°C bis 1600°C
TieftemperaturdilatometerBähr DIL 801
HochtemperaturdilatometerNetzsch DIL 402E
RT bis 1550°C
Spezifikationen
Temperaturbereich: Atmosphäre: Auflösung:Heizrate:
Vakuum, Inert, Luft10 nmbis 50 K/min
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Folie 7
DSC - Messprinzip
DSC = VRef - VPr
DSC > 0 VRef > VPr endotherm
DSC < 0 VRef < VPr exotherm
DSC WärmetönungVRef Thermospannung ReferenzVPr Thermospannung Probe
SchmelzenRekristallisation
Glasübergang
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Folie 8
-150°C bis 700°C
bis 200 K/min
RT bis 1450°C
bis 50 K/min
Spezifikationen
Temperaturbereich: Atmosphäre: Heizrate:
Inert (Ar, N2,He), Luft, (Ar/H2)
DSC – Thermoanalyse Fraunhofer IFAM DresdenTieftemperatur- DSC Netzsch DSC 204F1 Phoenix
Hochtemperatur- DSC Netzsch DSC 404cell
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Folie 11
λ(T)=a(T)·cp(T)·ρ(T)λ(T) Wärmeleitfähigkeit [W/mK]a(T) Temperaturleitfähigkeit [mm²/s]cp(T) spez. Wärmekapazität [J/gK]ρ(T) Dichte [g/cm³]
Wärmeleitfähigkeit – Messprinzip Flashmethode
Probendimensionen, verfügbar:
Rund [mm]: 8; 11; 12,7; 15Quadratisch [mm]: 11; 15Dicke [mm]: 0,1 bis 3
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Folie 12
Wärmeleitfähigkeit – Thermoanalyse Fraunhofer IFAM Dresden
Spezifikationen
Temperaturbereich: RT bis 300°CAtmosphäre: LuftMessbereich:TLF: 0,01mm²/s bis 1000mm²/sWLF: <0,1 W/mK bis 2000 W/mK
Netzsch LFA447 Nanoflash
Spezifikationen
Temperaturbereich: RTAtmosphäre: LuftMessbereich:TLF: 0,1 mm²/s bis 100 mm²/sWLF: 0,005 W/mK bis 500 W/mK
Hotdisk TPS 2500S
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Folie 14
Magnetic Suspension Balance (MSB) - Messprinzip
Reaktor und Waage voneinander getrennt
Haltemagnet
Magnetaufhängung
Gas
Probe
Wäagesystem
Ofen
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Folie 15
Magnetic Suspension Balance (MSB) – Fraunhofer IFAM Dresden
Spezifikationen
Temperaturbereich: RT bis 400°CAtmosphäre: H2, Ar, HeDruck: Vakuum bis 350 barHeizrate: 1 bis 10 K/minmax. Probenmasse: 10 gAuflösung: 10 µg
Magnetic Suspension Balance (MSB)
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Folie 17
Simultane Thermo Analyse (STA) - Messprinzip
Probengeometrie:PulverScheiben d = 4 mm, m < 100mg
Ofen
Waage Gase
Probe
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Folie 18
RT bis 1600°C
bis 20 K/min2 µg< 1 µW
RT bis 1450°C
bis 50 K/min0,5 µg< 1 µW
Spezifikationen
Temperaturbereich: Atmosphäre: Heizrate:TG- Auflösung:DSC- Auflösung:
Vakuum, Inert (Ar, N2,He), Luft, Ar/H2, N2/H2
Simultane Thermo Analyse (STA) –Thermoanalyse Fraunhofer IFAM DresdenNETZSCH STA 409cell NETZSCH STA 449C Jupiter
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Folie 19
Simultane Thermo Analyse (STA) –Thermoanalyse Fraunhofer IFAM DresdenNETZSCH STA 449 F3 Jupiter High Speed Ofen
Gasauslass
Heizelement
ProbenhalterVergoldetes Schutzrohr
Strahlenschutz
Spezifikationen
Temperaturbereich: Atmosphäre: Heizrate:TG- Auflösung:DSC- Auflösung:
RT bis 1550°C
bis 50 K/min0,5 µg< 1 µW
Vak., Ar, N2, He, Luft, Ar/H2, N2/H2
RT bis 1250°C
bis 1000 K/min0,5 µg< 1 µW
Ar, Luft
SiC Ofen High Speed Ofen