TMA 402 F1/F3 Hyperion®

TMA 402 F1/F3 Hyperion®

Thermomechanischer Analysator - Vertikales Dilatometer

Das Herzstück der TMA 402 F1/F3 Hyperion® bildet ein hochgenauer induktiver Wegaufnehmer (LVDT).
Diese vielfach bewährte Technologie wird z.B. auch für Dilatometer eingesetzt und ermöglicht die Messung kleinster Längenänderungen im Nanometer-Bereich (digitale Auflösung 0,125 nm).

Gleichzeitige Messung von Kraft und Wegsignal

Die auf die Probe einwirkende Kraft wird in der TMA 402 Hyperion® elektromagnetisch erzeugt. Dies garantiert eine schnelle Ansprechzeit bei Experimenten mit wechselnder Last, z.B. Untersuchungen zum Kriechverhalten (digitale Auflösung < 0,01 mN). Ein hochempfindlicher Kraftsensor misst fortlaufend die über den Fühlstempel ausgeübte Kraft und regelt diese automatisch nach. Dies zeichnet die TMA 402 Hyperion® gegenüber anderen Geräten aus, bei denen lediglich auf vordefinierte Einstellwerte zurückgegriffen wird.

Ihre Vorteile

  • Modulares Konzept mit austauschbaren Öfen (kompatibel mit anderen NETZSCH-Geräten) zur einfachen und kostengünstige Erweiterung und Nachrüstung
  • Gasflüsse mit bis zu 4 MFCs, regelbar über die Software mit programmierbarem Atmosphärenwechsel ohne manuelle Ventilbetätigung z.B. für die Analyse des Oxidationsverhaltens
  • Über die Software programmierbare Kraft- oder Wegregelung bis zu 4 N (nur für F1, 3 N für F3) mit linearer oder stufenweiser Kraftänderung und kontinuierlicher Kraftmodulation zur Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften wie Relaxation, Kriechen und Spannung/Dehnung
  • Verschiedenes Zubehör für einen erweiterten Applikationsbereich, z.B. zur Messung von Pulvern, Flüssigkeiten, Pasten oder Metallen bis in die Schmelze

Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften wie Relaxation, Kriechen und Spannung/Dehnung – Kraftmessung bei Änderung der Weglänge

 

Die TMA 402 F1/F3 Hyperion® bietet jetzt nicht nur die Möglichkeit, die Kraft konstant zu halten und die Längenänderung zu messen, sondern auch die Weglänge zu verändern und die entsprechende Kraft zu messen. Ein Beispiel hierfür ist der Spannungsrelaxationstest. In diesem Test wird die Probe bei einer definierten Temperatur um einen bestimmen Betrag gedehnt. Anschließend wird die Dehnung/Deformation konstant gehalten und der Kraftverlauf aufgezeichnet. Die Kraft nimmt als Folge der Materialrelaxation kontinuierlich ab. Die Spannungsrelaxation wird schließlich durch die nach einer definierten Expositionsdauer gemessenen Restspannung definiert. Die Daten können in einem Spannungs-Zeit-Diagramm grafisch dargestellt werden, das ermöglicht, sowohl das Spannungs-Relaxations-Verhalten als auch die Werte für die Relaxationsrate und -zeit abzulesen.

Messung an empfindlichen Materialien sowie unter höheren Belastungen bis zu 4 N

 

Das elektronische Steuersystem erlaubt es dem Anwender, den Kraftwert im mN-Bereich einzustellen. Dies ermöglicht auch die Untersuchung empfindlicher Materialien wie dünnen Fasern oder Folien. Für größere Geometrien oder höhere Belastungen kann mit der Premium-Version TMA 402 F1 Hyperion® eine Kraft von bis zu 4 N aufgebracht werden. Die auf die Probe ausgeübte Kraft lässt sich über die Software schrittweise oder linear verändern. Dadurch sind Untersuchungen wie z.B. Kriechversuche besonders einfach durchführbar.

Vakuumdichtes, thermostatisiertes Messsystem

Das gesamte Messsystem der TMA 402 F1/F3 Hyperion® ist über eine Wasserkühlung thermisch stabilisiert. Auf diese Weise wird eine Beeinflussung der Messung durch Wärmeeintrag vom Ofen her oder infolge schwankender Umgebungstemperaturen unterbunden. Sämtliche Verbindungen sind vakuumdicht konzipiert, so dass Messungen in hochreiner Atmosphäre oder im Vakuum möglich sind. Durch Verwendung einer Turbomolekularpumpe können mit der TMA 402 F1/F3 Hyperion® Drücke von kleiner als 10-4 mbar erreicht werden. In Verbindung mit den integrierten Massenflussreglern (MFC) für Spül- und Schutzgase (optional bei der TMA 402 F3 Hyperion®) können z.B. Messungen unter hochreinem Inertgas oder in oxidierender Atmosphäre optimal kontrolliert werden.

Technische Daten

Technische Daten

(Änderungen vorbehalten)

  • Max. Probenlänge
    30 mm
  • Messbereich
    ± 2.5 mm
  • Dig. Auflösung (Länge)
    0.125 nm
  • Kraftbereich
    0,001 N bis ± 3 N in 0,2 mN Schritten
  • Dig. Auflösung (Kraft)
    < 0.01 mN  
  • Kraftmodulation
    Bis 1 Hz (F1)
  • Enddruck Vakuum
    < 10-4 mbar
  • Gasanschlüsse
    Schutzgas, 2 Spülgase
  • Temperaturbereich
    -150°C bis 1550°C
Software

Software

Die Software der TMA 402 Hyperion® beinhaltet alles, was für die Durchführung von Messungen sowie für die Auswertung der Ergebnisse erforderlich ist. Durch die Kombination von einfacher Menüführung und automatisierten Routinen konnte ein Werkzeug geschaffen werden, das einfach zu bedienen ist und gleichzeitig auch komplexe Analysen zulässt.

Folgende Software ist für das Produkt geeignet: Proteus® Software, Advanced Software

TMA-spezifische Merkmale:

  • Verschiedene Korrekturmöglichkeiten zur Berücksichtigung des systemeigenen Dehnungsverhaltens sowie Offset-und Probenlängenkorrektur
  • Automatische Vorzeichenanpassung für Kraft- und Wegsignal an die verwendete Messkonfiguration
  • Routinen zur Bestimmung charakteristischer Temperaturen wie Onset-, Peak- und Endtemperaturen
  • Auswertung von Glasübergängen und Erweichungspunkten nach DIN
  • Automatische Erweichungspunktabschaltung
  • Ausdehnungskoeffizienten: Berechnung und Darstellung der technischen und physikalischen Ausdehnungskoeffizienten
  • Automatische Sinterstufenauswertung
  • Rate Controlled Sintering (RCS) Software: Sintern mit konstanter Schwindungsrate (Option)
  • Messungen mit variabler Kraft: Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften

Extensions:

  • c-DTA® function:
    Evaluation of the temperature signal for endothermic or exothermic effects
  • Thermokinetics:
    Extensive characterization and optimization of sintering processes
  • Density Software:
    Determination of changes in volume and density until the liquid state
  • Peak Separation:
    The separation of overlapping effects
  • Identify:
    Identification  and classification of  TMA Curves
Zubehör

Zubehör

Die TMA 402 Hyperion® zeichnet sich durch einen modularen Aufbau aus
Zur Anpassung des Messinstruments an verschiedene Temperaturbereiche genügt es, den Ofen auszuwechseln. Dies kann vom Anwender selbst durchgeführt werden. Bei Verwendung der optional erhältlichen Doppelhubvorrichtung ist kein Umbau erforderlich.

An die Messaufgabe angepasste Probenhaltersysteme
Je nach Fragestellung und Geometrie der Probe kann der Nutzer aus einer Vielzahl von Probenhaltern auswählen. Es stehen Haltevorrichtungen für Expansions-, Penetrations- und Zugmessungen zur Verfügung sowie Fühlstempel und Auflager für Untersuchungen in 3-Punkt-Biegung. Die Zubehörteile für den Temperaturbereich bis 1000 °C sind aus Quarzglas ausgeführt. Für den Hochtemperaturbereich kann auf Varianten aus Aluminiumoxid zurückgegriffen werden.

Bei der TMA 402 Hyperion® kann das Thermoelement schnell und problemlos gewechselt werden. Neben Typ K sind die Varianten S und E verfügbar; die Elektronik des Instruments erkennt den installierten Sensor automatisch. Damit sind die Erweiterungsmöglichkeiten jedoch bei weitem nicht erschöpft.

Sonderprobenhalter
Mit Hilfe von speziellen Probencontainern kann das Ausdehnungsverhalten von Pulvern, Pasten und Flüssigkeiten oder auch von Metallen bis in die Schmelze untersucht werden. Zubehör für Experimente zum Quellverhalten bei Immersion steht ebenfalls zur Verfügung.

Evolved Gas Analysis (EGA): Kopplung mit MS/FT-IR
Zur Untersuchung der beim Aufheizvorgang frei werdenden Gase (EGA) kann die TMA 402 Hyperion® wahlweise mit einem Massenspektrometer und/oder FT-IR-Spektrometer gekoppelt werden.

Messungen in feuchten Atmosphären
Der Kupferofen für die Geräteserie TMA 402 Hyperion® kann als konventioneller Ofen im Temperaturbereich von -150 °C bis 500 °C eingesetzt werden. Dieser Ofentyp wurde speziell für Messungen in feuchten Atmosphären entwickelt und kann mittels Einlassadapter an den Feuchtegenerator angeschlossen werden. Das feuchte Gas trifft von oben auf die Probe; eine besondere Gasführung verhindert die unerwünschte Verdünnung des Schutzgases mit Wasser.
Der Betrieb in feuchten Atmosphären ist möglich im Temperaturbereich von 0 °C bis 100 °C.

Literatur

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Broschüren

Broschüren
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