熱膨脹儀DIL 402 Expedis Classic說明介紹

耐馳公司新款熱膨脹儀 DIL 402 Expedis Classic 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)的應(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

使用壽命長 DIL 402 Expedis Classic 既可配備為單樣品系統(tǒng)，也可配備為雙樣品/差示系統(tǒng)。兩個版本的主機均已集成了測量熱膨脹所需的所有硬件。既沒有多余的外部電纜，也不需要額外的冷卻水浴。 Expedis Classic 操作簡單，免維護，使用壽命長，工作負(fù)擔(dān)低，保證了使用者生產(chǎn)的順暢性。該系統(tǒng)的獨特的設(shè)計使得樣品支架的更換十分簡單，避免了損壞支架的風(fēng)險。 優(yōu)越的氣密性和隔熱設(shè)計是保證在預(yù)設(shè)氣氛下得到結(jié)果的先決條件。氣密性設(shè)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。

操作簡單 對于新款 DIL 402 的樣品測試，使用預(yù)設(shè)定的測試程序能夠簡化操作者的測試準(zhǔn)備過程。 儀器的 MultiTouch 功能能夠利用獨特的尾式頂樣操作獲得裝樣效果。在預(yù)設(shè)定的接觸力下，可對樣品的初始長度進行自動測量。爐體的閉合具有緩沖效果，從而保證了樣品位置的穩(wěn)定。 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。 爐體的更換也十分的簡單，無需專門的經(jīng)驗。只需幾次點擊操作，便能開始測試。

DIL 402 Expedis Classic - 技術(shù)參數(shù)

• 溫度范圍：RT … 1600°C
• 升溫速率：0.001 ... 50 K/min
• 測量系統(tǒng)：NanoEye（單樣品，或雙樣品/差示系統(tǒng)）
• 樣品支架：熔融石英或氧化鋁，可自由更換。
• 溫度準(zhǔn)確度：1 K
• 溫度精度：0.1 K
• m.CTE（平均線膨脹系數(shù)）重復(fù)性：10^-8 1/K
• 測量范圍：± 5000 μm
• 分辨率：2 nm（全量程）
• 樣品長度：0…52mm（自動樣品長度測量）
• 氣體控制：1 路（標(biāo)配），或 3 路（選配）
• 氣氛：惰性，氧化性，靜態(tài)/動態(tài)
• 可選配空氣壓縮冷卻系統(tǒng)

DIL 402 Expedis Classic - 技術(shù)參數(shù)

• 溫度范圍：RT … 1600°C
• 升溫速率：0.001 ... 50 K/min
• 測量系統(tǒng)：NanoEye（單樣品，或雙樣品/差示系統(tǒng)）
• 樣品支架：熔融石英或氧化鋁，可自由更換。
• 溫度準(zhǔn)確度：1 K
• 溫度精度：0.1 K
• m.CTE（平均線膨脹系數(shù)）重復(fù)性：10^-8 1/K
• 測量范圍：± 5000 μm
• 分辨率：2 nm（全量程）
• 樣品長度：0…52mm（自動樣品長度測量）
• 氣體控制：1 路（標(biāo)配），或 3 路（選配）
• 氣氛：惰性，氧化性，靜態(tài)/動態(tài)
• 可選配空氣壓縮冷卻系統(tǒng)

DIL 402 Expedis Classic - 軟件功能

獨特的 Proteus^®7 膨脹儀軟件提供了用戶所需的一切：運行流暢，提供可靠的結(jié)果，快捷*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選件功能而留下深刻印象 -- 特別是密度測量， c-DTA^® 專利技術(shù)，和創(chuàng)新性的識別軟件功能。

Proteus^® 軟件特殊功能一覽

• 軟化點檢測
• 軟件控制的力的調(diào)整（包括：線性力，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(yīng)的c-DTA^®* 功能
• 速率控制燒結(jié) RCS*
• 曲線識別*，通過數(shù)據(jù)庫對比識別未知的ΔL/L0曲線

*選配

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^® 專利*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。

*專利號 DE102013100686

軟件

（對測量數(shù)據(jù)的擴展分析）

• 動力學(xué)軟件*
• 峰分離軟件*（用于DIL微分信號的處理）

*選配

曲線識別 Identify

Identify 是業(yè)界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、金屬、合金、高分子及有機物領(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)庫中進行匹配檢索，可以對未知樣品進行鑒定分析。也可將某個已知樣品作為標(biāo)準(zhǔn)，一批未知樣品與其進行比較并評估，以進行質(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：

• 識別未知的測量曲線
• 通過測試曲線與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)曲線之間的對比進行質(zhì)量控制
• 對目前的測試和數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有條目的歸檔功能
• 能夠輕松地將現(xiàn)存測試添加至數(shù)據(jù)庫

DIL 402 Expedis Classic - 應(yīng)用實例

具有高抗沖擊性能的低膨脹材料

硅酸硼材料具有低膨脹、高度抗沖擊等眾所周知的特性。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(yīng)用在植入式醫(yī)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 之間的熱膨脹過程。在 528°C（起始點）時，檢測到了樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變，軟化則發(fā)生在 631°C。

空氣氣氛，5K/min 升溫速率下的熱膨脹曲線和一階微分曲線。

預(yù)防釉料開裂

釉料與基體之間的匹配性差是造成開裂（蛛網(wǎng)式的裂縫布滿釉面）的主要原因。導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的重要原因之一是釉料與基體的熱膨脹不匹配。為了防止開裂，釉料的熱膨脹系數(shù)小于基體。下圖顯示的是基體（藍色曲線）與釉料（紅色曲線）熱膨脹行為的對比圖，在 700°C（略低于釉料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 718°C）時兩者膨脹系數(shù)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(shù)較高，將導(dǎo)致在冷卻過程中產(chǎn)生與膨脹成比例的不必要的張應(yīng)力。

釉料和基體的對比圖。在一階微分曲線（藍色虛線）上，于575°C檢測到了石英α晶型→β晶型的轉(zhuǎn)變。
測試條件：升溫速率 5K/min，空氣氣氛。

瓷器生坯的燒結(jié)行為

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

在瓷器生坯的加熱過程中，高嶺土的脫羥基過程發(fā)生在 450°C 至 570°C 之間，在這個過程中形成了莫來石結(jié)構(gòu)（熱膨脹的峰值溫度為 467°C（藍色曲線），對應(yīng)一階微分曲線上的峰值溫度為 517°C（紅色曲線））。在這個溫度范圍內(nèi)，由于粘土晶體結(jié)構(gòu)中結(jié)晶水的釋放從而導(dǎo)致了樣品大約 0.4% 的收縮。一階微分曲線上峰值溫度為 572°C 的峰體現(xiàn)了石英α晶型→β晶型的轉(zhuǎn)變。通過進一步觀察，在 961°C 發(fā)生的效應(yīng)（藍色曲線），對應(yīng)一階微分上峰值溫度為 985°C（紅色）的峰是由于高嶺土結(jié)構(gòu)的破壞和 γ-Al2O3 的形成[1]。隨著長石的完全熔化和莫來石的形成，1159°C 開始的兩個燒結(jié)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

瓷器生坯在空氣氣氛下（20ml/min），以 5K/min 的升溫速率升溫至 1250°C，推桿的接觸力為 0.01N。

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(shè)備