德國耐馳熱膨脹儀

德國耐馳熱膨脹儀 DIL 402 Expedis Classic 集成了熱膨脹測量領域的技術，為寬廣應用領域內的專業級的應用而設計。DIL Expedis 系列的所有型號均基于先進的 NanoEye 測量系統，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

對于傳統的熱膨脹儀，測試量程與分辨率這兩個參數很難兩全：高分辨率只能在很小的量程中實現；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 NanoEye 克服了這一技術上的矛盾，能夠同時提供高的分辨率、的線性度與寬廣的量程。

工作原理

在測試過程中，當樣品發生膨脹時，圖中所有的綠色部分將在線性導軌（圖中藍色部分）的引導下向后移動，并由光學解碼器測出相應的長度變化。

儀器特點

一體化設計，使用壽命長

DIL 402 Expedis Classic 既可配備為單樣品系統，也可配備為雙樣品/差示系統。儀器為一體化設計，兩個版本的主機均已集成了精確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 操作簡單而安全，免維護，使用壽命長，工作負擔低，保證了使用者生產的順暢性。該系統的*的設計使得樣品支架的更換十分簡單，避免了損壞支架的風險。

*的氣密性和隔熱設計是保證在預設氣氛下得到精確結果的先決條件。氣密性設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，使用預設定的測試程序能夠簡化操作者的測試準備過程。

儀器的 MultiTouch 功能能夠利用*的尾式頂樣操作獲得最正的裝樣效果。在預設定的接觸力下，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定。

DIL 402 Expedis 的熱電偶位置可以靈活調整，以適應不同的樣品長度。通過導向桿，可將熱電偶調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，無需專門的經驗。只需幾次點擊操作，便能開始測試。

DIL 402 Expedis Classic - 技術參數

• 溫度范圍：RT … 1600°C

• 升溫速率：0.001 ... 50 K/min

• 測量系統：NanoEye（單樣品，或雙樣品/差示系統）

• 樣品支架：熔融石英或氧化鋁，可自由更換。

• 溫度準確度：1 K

• 溫度精度：0.1 K

• m.CTE（平均線膨脹系數）重復性：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（標配），或 3 路（選配）

• 氣氛：惰性，氧化性，靜態/動態

• 可選配空氣壓縮冷卻系統

DIL 402 Expedis Classic - 軟件功能

*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。

但是，這還遠不是全部。即使是最有經驗的操作者，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^® 技術（DE19934448A1），和創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的c-DTA^®* 功能

• 速率控制燒結 RCS*

• 曲線識別*，通過數據庫對比識別未知的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變化，可應用于固體、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

c-DTA^® 信號能夠在分析長度變化的同時分析吸放熱效應。同時也能夠用于溫度校正。

*號 DE102013100686

高級軟件

（對測量數據的擴展分析）

• 動力學軟件*

• 峰分離軟件*（用于DIL微分信號的處理）

*選配

曲線識別 Identify

Identify 是業界的 DIL 曲線識別技術，包括檢索軟件、以及內置的多個數據庫中成百上千的參考數據，涉及陶瓷、無機、金屬、合金、高分子及有機物領域。除了耐馳公司提供的數據庫，客戶也可自行創建數據庫，通過內部網絡與其他用戶共享。

利用曲線識別技術，基于測試曲線的絕對膨脹量、形狀及斜率在數據庫中進行匹配檢索，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準，一批未知樣品與其進行比較并評估，以進行質量控制。最后，所有的測試數據都可存儲在一個龐大的數據庫中，用于后續的樣品鑒別或質量控制。

曲線識別（Identify）的優勢

只需輕擊一下鼠標，Indentify 便能提供所需信息：

• 識別未知的測量曲線

• 通過測試曲線與數據庫中的標準曲線之間的對比進行質量控制

• 對目前的測試和數據庫中現有條目的歸檔功能

• 能夠輕松地將現存測試添加至數據庫

DIL 402 Expedis Classic - 應用實例

具有高抗沖擊性能的低膨脹材料

硅酸硼材料具有低膨脹、高度抗沖擊等的特性。此外，這種玻璃制品還具有優異的光學、化學和機械性能，能夠應用在植入式醫療器械和太空探索等對產品具有較高要求的領域。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變，軟化則發生在 631°C。

預防釉料開裂

釉料與基體之間的匹配性差是造成開裂（蛛網式的裂縫布滿釉面）的主要原因。導致這種現象產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，釉料的熱膨脹系數必須小于基體。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變溫度 718°C）時兩者膨脹系數之間的差異為 0.02%。釉料的軟化發生在 822°C。由于釉的膨脹系數較高，將導致在冷卻過程中產生與膨脹成比例的不必要的張應力。

瓷器生坯的燒結行為

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）燒結坯體中形成的玻璃和莫來石結構會對瓷器的韌性、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生在 450°C 至 570°C 之間，在這個過程中形成了莫來石結構（熱膨脹的峰值溫度為 467°C（藍色曲線），對應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，由于粘土晶體結構中結晶水的釋放從而導致了樣品大約 0.4% 的收縮。一階微分曲線上峰值溫度為 572°C 的峰體現了石英α晶型→β晶型的轉變。通過進一步觀察，在 961°C 發生的效應（藍色曲線），對應一階微分上峰值溫度為 985°C（紅色）的峰是由于高嶺土結構的破壞和 γ-Al2O3 的形成[1]。隨著長石的*熔化和莫來石的形成，1159°C 開始的兩個燒結步驟的總收縮率為 10.8%。

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

DIL 402 Expedis Classic - 相關附件

• 與 QMS 403 D A?olos^® 聯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

• 制樣設備