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© Fraunhofer IFAM Dresden Institutsteil Dresden Möglichkeiten der Thermoanalyse am Fraunhofer IFAM Dresden Kontakt: Dipl.-Ing. Thomas Hutsch Tel.: 0351/2537-396 Fax: 0351/2537-399 E-Mail: [email protected] Internet: www.ifam-dd.fraunhofer.de Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM, Institutsteil Dresden Thermoanalyse Winterbergstraße 28 D-01277 Dresden Ansprechpartner:

Möglichkeiten der Thermoanalyse am Fraunhofer IFAM Dresden · DSC- Auflösung: RT bis 1550°C bis 50 K/min 0,5 µg < 1 µW Vak., Ar, N 2, He, Luft, Ar/H 2, N 2 /H 2 RT bis 1250°C

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Möglichkeiten der Thermoanalyseam Fraunhofer IFAM Dresden

Kontakt:

Dipl.-Ing. Thomas Hutsch

Tel.: 0351/2537-396Fax: 0351/2537-399E-Mail:

[email protected]

Internet:

www.ifam-dd.fraunhofer.de

Fraunhofer Institut für Fertigungstechnikund angewandte Materialforschung IFAM, Institutsteil DresdenThermoanalyseWinterbergstraße 28D-01277 Dresden

Ansprechpartner:

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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