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光學(xué)膨脹儀—在高純度氣氛和高真空環(huán)境下進行測量

作為德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)和能源部(BMWi)資助的 AiF-ZIM 項目的一部分,林賽斯與 Fraunhofer IKTS 共同開發(fā)了一種光學(xué)膨脹儀。該光學(xué)膨脹儀可在高達 1600 °C 的溫度和高真空(約 5E-5mbar)下進行測量。此外,它還能在動態(tài)氣氛中實現(xiàn)約 0.5 ppm 的氧含量控制。





光學(xué)膨脹儀可測量樣品尺寸隨時間和溫度變化的函數(shù)關(guān)系。這類儀器與加熱顯微鏡相結(jié)合,有著廣泛的應(yīng)用場景,從根本上服務(wù)于材料開發(fā)與工藝研發(fā)領(lǐng)域。舉例來說,它們可用于確定燒結(jié)工藝以及熱膨脹行為,尤其適用于各向異性材料、脆性材料以及具有復(fù)雜幾何形狀的樣品。從光學(xué)角度來看,不同基材表面的潤濕和鋪展行為可通過接觸角來表征,這使得在高溫條件下測定表面張力成為可能。此外,該類儀器還可用于研究熔融金屬與玻璃之間、熔融爐渣及灰分與陶瓷和金屬材料接觸時的接觸腐蝕現(xiàn)象。另一項重要應(yīng)用是對滲透過程進行表征,例如熔融金屬向陶瓷材料內(nèi)部的滲透。標(biāo)準(zhǔn)化的光學(xué)膨脹儀和加熱顯微鏡專為在空氣或高氧濃度氣氛中進行測量而設(shè)計。


該膨脹儀是專門為表征陶瓷 - 陶瓷和陶瓷 - 金屬接頭通過活性釬焊進行連接的工藝而設(shè)計的。這種新型光學(xué)膨脹儀能夠研究含鈦等具有氧親和性釬料成分的釬料在陶瓷基板上的熔化和潤濕行為。在傳統(tǒng)的熱相顯微鏡下,由于殘留氧的存在會發(fā)生表面氧化,這會阻礙釬料對基板的潤濕,或?qū)е聦嶒灲Y(jié)果失真。因此,新獲得的實驗可能性對從根本上理解、進一步開發(fā)和優(yōu)化連接工藝做出了重要貢獻。



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