Dilatomètre optique
Machine polyvalente de mesure de dilatation et de contraction thermique, le DIL 806 utilise un principe de mesure innovant pour la réalisation d’essais non conventionnels, et pour l’amélioration de nombreux essais conventionnels.
La méthode de mesure dilatométrique optique utilisée dans le DIL 806 est un procédé absolu, entièrement indépendant de toute éventuelle dilatation ou contraction de l’instrument. Par conséquent, les résultats mesurés n’ont pas besoin d’être corrigés ni étalonnés pour différents programmes de température. Couplée à la réponse rapide du four, cette méthode rend le système DIL 806 particulièrement bien adapté aux analyses de procédés dynamiques impliquant plusieurs étapes à des températures et des vitesses d’échauffement dynamiques différentes.
Une DEL haute performance émet un faisceau lumineux large et plan sur l’échantillon. L’ombre de l’échantillon est détectée au moyen d’un capteur CCD haute résolution. Le signal est ensuite évalué par un processeur de détection de contours numérique qui fournit une mesure sensible et précise de la variation dimensionnelle. Ce principe est connu sous le nom de la méthode des ombres (ombroscopie) et il fournit une mesure précise et absolue de la dimension de l’échantillon en fonction de la variation de température.
L’échantillon, positionné sur une plateforme située au centre du four en forme de disque, n’est pas soumis à des forces externes. C’est ce qui fait du DIL 806 un dilatomètre particulièrement adapté à la mesure d’échantillons métalliques et, avec le four à températures négatives fourni en option, d’échantillons plastiques.
Les échantillons fins peuvent être facilement analysés grâce au porte-échantillon spécifiquement adapté.
Le fait que le faisceau lumineux incident soit très large rend la préparation de l’échantillon moins contraignante par rapport à d’autres techniques de dilatométrie classiques, dans la mesure où l’échantillon n’a pas besoin d’être positionné de manière précise sur la plateforme. Cela améliore la facilité d’utilisation de l’instrument, même pour les opérateurs non expérimentés.
La longueur initiale est déterminée de façon automatique et enregistrée pour le calcul ultérieur du coefficient de dilatation thermique linéaire.
Le four offre des montées en température très rapides, jusqu’à 100 °C/min, et un temps de refroidissement de 1 400 °C à 50 °C inférieur à 10 min.
| Longueur d’échantillon : | 0,3 à 30 mm |
| Hauteur d’échantillon : | max. 10 mm |
| Variation de longueur : | max. 29 mm |
| Résolution de longueur : | 50 nm |
| Résolution de température : | 0,1 °C |
| Précision sur α : | 0,03 x 10-6 K-1-6 K-1 |
| Plage de température : | -150°C à -600°C |
| Atmosphère : | sous vide, gaz inerte, air |
Optical Dilatometric Measurement
Mesure par dilatométrie optique
Les mesures dilatométriques sans contact permettent à l’échantillon de se dilater/contracter librement, sans aucune interférence résultant d’un contact mécanique. Elles permettent de déterminer de manière plus précise les variations dimensionnelles de l’échantillon ainsi que les températures auxquelles les événements sont détectés. L’absence de charge qui serait due au contact avec un système de mesure permet également d’étendre l’analyse bien au-delà du point de ramollissement dans la matière fondue, et d’analyser un échantillon mou qu’il serait autrement impossible de mesurer.
100μm tall detection area
Zone de détection d’une hauteur de 100 μm
Grâce au faisceau DEL focalisé, la zone de l’échantillon soumise à la mesure dilatométrique a une hauteur de 100 μm sur toute la longueur de l’échantillon. Cela simplifie grandement la préparation de l’échantillon dans la mesure où, contrairement à la dilatométrie classique, la planéité des faces de l’échantillon et la rugosité de leur surface ne sont pas critiques pour la précision de la mesure.
Temperature uniformity across the sample both horizontally and vertically
Température uniforme dans tout l’échantillon, à la fois horizontalement et verticalement
L’échantillon est positionné au centre d’un four à réponse rapide en forme de disque. Cette conception garantit une parfaite homogénéité de température dans tout l’échantillon et sur toute la plage d’analyse de température, même à vitesses d’échauffement/de refroidissement élevées.
Absolute measurement method requires no calibration and no correction
Méthode de mesure absolue ne nécessitant aucun étalonnage ni correction
La méthode des ombres (ombroscopie) est une méthode absolue dans laquelle la mesure des variations dimensionnelles de l’échantillon n’est pas influencée par les variations dimensionnelles potentielles du système de mesure, selon les profils de température d’essai. C’est pourquoi les mesures par DIL 806 constituent un outil très souple et productif lorsque les méthodes d’essais requièrent différents profils d’échauffement/de refroidissement, car il n’est pas nécessaire d’effectuer ou d’enregistrer des courbes d’étalonnage et/ou de correction.
Environmental control
Régulation des conditions ambiantes
Le fait que le DIL 806 puisse réguler de manière très efficace les conditions ambiantes lors d’un essai permet aux utilisateurs d’analyser l’échantillon non seulement dans l’air mais également sous vide et dans une atmosphère inerte, ce qui est nécessaire dans le cas de l’analyse de métaux et d’alliages métalliques.
Metals - Thermal expansion of thin film
Métaux – Dilatation thermique d’un film fin
Traditionnellement, la mesure d’un film fin dans un dilatomètre à tige-poussoir peut être problématique, en raison des forces de contact appliquées par la tige. Le dilatomètre optique DIL 806 est idéal pour la caractérisation des films fins et d’autres matériaux avec restrictions de taille/préparation des échantillons. Dans cet exemple, la dilatation thermique et la transformation de phase d’une fine feuille d’acier est caractérisée à l’aide du dilatomètre optique sans contact DIL 806. Le procédé de mesure est à la fois absolu et sans contact, c’est pourquoi aucune courbe d’étalonnage du système n’est requise. Des porte-échantillons sont disponibles pour les films fins.
Fast fired ceramics
Céramique à cuisson rapide
Les montées en température très rapides, l’homogénéité parfaite de la température et la simplicité de la programmation du DIL 806 font de ce dilatomètre la solution la plus adaptée à la simulation des procédés industriels. Le procédé de cuisson rapide d’une ébauche crue de céramique est utile dans la mesure où il permet un gain de temps et d’énergie. Cependant, dans de nombreux cas, ce type de traitement thermique peut entraîner une densification incomplète dans le produit final. Dans cet exemple, l’échantillon est chauffé rapidement jusqu’à ce qu’il atteigne une contraction définie par l’utilisateur. Plusieurs pauses isothermes et vitesses de refroidissement sont alors utilisées afin de suivre de près le comportement au frittage du matériau. En ajustant ces paramètres de régulation de température, basés sur des mesures au dilatomètre, le procédé industriel peut être simplifié pour aboutir à un produit final ayant les propriétés physiques souhaitées, et dans des conditions de traitement économiques.
Introducing the Optical Dilatometer
- Description
-
La méthode de mesure dilatométrique optique utilisée dans le DIL 806 est un procédé absolu, entièrement indépendant de toute éventuelle dilatation ou contraction de l’instrument. Par conséquent, les résultats mesurés n’ont pas besoin d’être corrigés ni étalonnés pour différents programmes de température. Couplée à la réponse rapide du four, cette méthode rend le système DIL 806 particulièrement bien adapté aux analyses de procédés dynamiques impliquant plusieurs étapes à des températures et des vitesses d’échauffement dynamiques différentes.
Une DEL haute performance émet un faisceau lumineux large et plan sur l’échantillon. L’ombre de l’échantillon est détectée au moyen d’un capteur CCD haute résolution. Le signal est ensuite évalué par un processeur de détection de contours numérique qui fournit une mesure sensible et précise de la variation dimensionnelle. Ce principe est connu sous le nom de la méthode des ombres (ombroscopie) et il fournit une mesure précise et absolue de la dimension de l’échantillon en fonction de la variation de température.
L’échantillon, positionné sur une plateforme située au centre du four en forme de disque, n’est pas soumis à des forces externes. C’est ce qui fait du DIL 806 un dilatomètre particulièrement adapté à la mesure d’échantillons métalliques et, avec le four à températures négatives fourni en option, d’échantillons plastiques.
Les échantillons fins peuvent être facilement analysés grâce au porte-échantillon spécifiquement adapté.
Le fait que le faisceau lumineux incident soit très large rend la préparation de l’échantillon moins contraignante par rapport à d’autres techniques de dilatométrie classiques, dans la mesure où l’échantillon n’a pas besoin d’être positionné de manière précise sur la plateforme. Cela améliore la facilité d’utilisation de l’instrument, même pour les opérateurs non expérimentés.
La longueur initiale est déterminée de façon automatique et enregistrée pour le calcul ultérieur du coefficient de dilatation thermique linéaire.
Le four offre des montées en température très rapides, jusqu’à 100 °C/min, et un temps de refroidissement de 1 400 °C à 50 °C inférieur à 10 min.
- Spécifications
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Longueur d’échantillon : 0,3 à 30 mm Hauteur d’échantillon : max. 10 mm Variation de longueur : max. 29 mm Résolution de longueur : 50 nm Résolution de température : 0,1 °C Précision sur α : 0,03 x 10-6 K-1-6 K-1 Plage de température : -150°C à -600°C Atmosphère : sous vide, gaz inerte, air - Technologie
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Optical Dilatometric Measurement
Mesure par dilatométrie optique
Les mesures dilatométriques sans contact permettent à l’échantillon de se dilater/contracter librement, sans aucune interférence résultant d’un contact mécanique. Elles permettent de déterminer de manière plus précise les variations dimensionnelles de l’échantillon ainsi que les températures auxquelles les événements sont détectés. L’absence de charge qui serait due au contact avec un système de mesure permet également d’étendre l’analyse bien au-delà du point de ramollissement dans la matière fondue, et d’analyser un échantillon mou qu’il serait autrement impossible de mesurer.
100μm tall detection area
Zone de détection d’une hauteur de 100 μm
Grâce au faisceau DEL focalisé, la zone de l’échantillon soumise à la mesure dilatométrique a une hauteur de 100 μm sur toute la longueur de l’échantillon. Cela simplifie grandement la préparation de l’échantillon dans la mesure où, contrairement à la dilatométrie classique, la planéité des faces de l’échantillon et la rugosité de leur surface ne sont pas critiques pour la précision de la mesure.
Temperature uniformity across the sample both horizontally and vertically
Température uniforme dans tout l’échantillon, à la fois horizontalement et verticalement
L’échantillon est positionné au centre d’un four à réponse rapide en forme de disque. Cette conception garantit une parfaite homogénéité de température dans tout l’échantillon et sur toute la plage d’analyse de température, même à vitesses d’échauffement/de refroidissement élevées.
Absolute measurement method requires no calibration and no correction
Méthode de mesure absolue ne nécessitant aucun étalonnage ni correction
La méthode des ombres (ombroscopie) est une méthode absolue dans laquelle la mesure des variations dimensionnelles de l’échantillon n’est pas influencée par les variations dimensionnelles potentielles du système de mesure, selon les profils de température d’essai. C’est pourquoi les mesures par DIL 806 constituent un outil très souple et productif lorsque les méthodes d’essais requièrent différents profils d’échauffement/de refroidissement, car il n’est pas nécessaire d’effectuer ou d’enregistrer des courbes d’étalonnage et/ou de correction.
Environmental control
Régulation des conditions ambiantes
Le fait que le DIL 806 puisse réguler de manière très efficace les conditions ambiantes lors d’un essai permet aux utilisateurs d’analyser l’échantillon non seulement dans l’air mais également sous vide et dans une atmosphère inerte, ce qui est nécessaire dans le cas de l’analyse de métaux et d’alliages métalliques.
- Applications
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Metals - Thermal expansion of thin film
Métaux – Dilatation thermique d’un film fin
Traditionnellement, la mesure d’un film fin dans un dilatomètre à tige-poussoir peut être problématique, en raison des forces de contact appliquées par la tige. Le dilatomètre optique DIL 806 est idéal pour la caractérisation des films fins et d’autres matériaux avec restrictions de taille/préparation des échantillons. Dans cet exemple, la dilatation thermique et la transformation de phase d’une fine feuille d’acier est caractérisée à l’aide du dilatomètre optique sans contact DIL 806. Le procédé de mesure est à la fois absolu et sans contact, c’est pourquoi aucune courbe d’étalonnage du système n’est requise. Des porte-échantillons sont disponibles pour les films fins.
Fast fired ceramics
Céramique à cuisson rapide
Les montées en température très rapides, l’homogénéité parfaite de la température et la simplicité de la programmation du DIL 806 font de ce dilatomètre la solution la plus adaptée à la simulation des procédés industriels. Le procédé de cuisson rapide d’une ébauche crue de céramique est utile dans la mesure où il permet un gain de temps et d’énergie. Cependant, dans de nombreux cas, ce type de traitement thermique peut entraîner une densification incomplète dans le produit final. Dans cet exemple, l’échantillon est chauffé rapidement jusqu’à ce qu’il atteigne une contraction définie par l’utilisateur. Plusieurs pauses isothermes et vitesses de refroidissement sont alors utilisées afin de suivre de près le comportement au frittage du matériau. En ajustant ces paramètres de régulation de température, basés sur des mesures au dilatomètre, le procédé industriel peut être simplifié pour aboutir à un produit final ayant les propriétés physiques souhaitées, et dans des conditions de traitement économiques.
- Vidéo
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Introducing the Optical Dilatometer
