月: 2023年3月

Was ist ein Strahlenteiler?

Ein Strahlteiler ist ein optisches Element zur Aufteilung eines einzelnen Strahls (Lichtgeschwindigkeit) in zwei Strahlen.

Strahlteiler werden in optischen Pfaddiagrammen manchmal mit BS oder B/S abgekürzt. Wenn Licht durch einen Strahlteiler geleitet wird, kann es in durchgelassenes und reflektiertes Licht in dem Verhältnis aufgeteilt werden, das im Strahlteiler vorgesehen ist. Das Verhältnis kann von 1:1 bis 2:8 variieren.

Ein Verhältnis von 1:1 wird manchmal auch als Halbspiegel bezeichnet. Das Verhältnis ist in der Regel fest, aber es ist möglich, Geräte herzustellen, die das Licht beliebig aufteilen können, indem sie mit Wellenplatten oder anderen Geräten kombiniert werden. Getrenntes Licht kann auch rekombiniert werden, indem es erneut durch einen Strahlteiler geleitet wird.

Anwendungen von Strahlteilern

Strahlteiler werden hauptsächlich in optischen Instrumenten wie Kameras und Mikroskopen verwendet. Es gibt zwei Arten von Strahlteilern: den Würfeltyp, der aus zwei rechtwinkligen Prismen besteht, die zusammengeschichtet werden, und den Plattentyp, der aus dünnem Glas mit einer speziellen Beschichtung besteht.

Plattenförmige Strahlteiler werden häufig in optischen Fluoreszenzmikroskopen verwendet. Würfeltyp-Strahlteiler werden verwendet, wenn das optische System kompakt sein muss oder wenn die Menge der durchgelassenen und reflektierten Lichtwege angeglichen werden muss. Im Allgemeinen sind würfelförmige Strahlteiler teurer, während plattenförmige Strahlteiler billiger sind.

Funktionsweise von Strahlteilern

Ein Strahlteiler kann einen Strahl in zwei Strahlen aufteilen, indem er einen Teil des Lichts durch eine dielektrische Mehrfachschicht reflektiert. Es gibt zwei Arten von Strahlteilerformen, Würfel und Platte, und das Prinzip unterscheidet sich je nach Form.

1. Würfel-Strahlenteiler

Würfel-Strahlteiler bestehen aus zwei rechtwinkligen Prismen, auf deren Verbindungsflächen ein optischer Film, eine so genannte dielektrische Mehrschicht, laminiert ist. Durch Anpassung der Dicke der dielektrischen Mehrschichtfolie kann das Verhältnis von reflektiertem zu transmittiertem Licht verändert werden. Ein Merkmal des Würfeltyps ist, dass der Einfallswinkel des Lichts in den Strahlenteiler 0° beträgt. Daher können Reflexionen an der koaxialen Achse des einfallenden Lichts auftreten und als Streulicht in Richtung der Lichtquelle zurückkehren.

2. Plattentyp

Der Plattentyp besteht aus einer flachen Glasplatte, auf die eine dielektrische Mehrschichtfolie aufgebracht ist. Beim Plattentyp kann das Licht in einem Winkel von 45° eintreten, so dass Streulicht weniger wahrscheinlich ist als beim Würfeltyp, aber durchgelassenes Licht wird nach außen gebrochen, was zu einer optischen Wegdifferenz zum reflektierten Licht führt. Die Ausrichtung des optischen Systems ist daher wichtig, und es muss darauf geachtet werden, dass häufiges Herausnehmen und Einsetzen schnell zu Achsfehlern usw. führen kann.

Arten von Strahlteilern

Es gibt zwei Arten von Strahlteilern, je nach den Polarisationseigenschaften des reflektierten Strahls.

1. Nicht polarisierende Strahlteiler (NPBS)

Nicht polarisierende Strahlteiler teilen den Strahl einfach auf und haben keine Polarität. Sie werden in einer Vielzahl von optischen Anwendungen eingesetzt und sind in der Mikroskopie und Interferenzoptik unverzichtbar.

Sie haben in der Regel eine chrombasierte Kodierung auf der reflektierenden Seite und keine auf der durchlässigen Seite. Daher ist es wichtig zu wissen, dass die Intensität der beiden geteilten Strahlen sehr unterschiedlich sein kann, wenn der Einfallsweg falsch ist. Wenn das Verhältnis von durchgelassenem zu reflektiertem Licht 1:1 beträgt, wird der Strahl als Halbspiegel bezeichnet und auch für die koaxiale Fall-off-Beleuchtung verwendet, die eine Art der Inspektionsbeleuchtung ist. Durch die Verwendung einer koaxialen Epi-Beleuchtung kann das vom Objekt reflektierte positive Licht effizient erfasst und ein sauberes Bild aufgenommen werden.

2. Polarisierende Strahlenteiler (PBS)

Strahlteiler werden verwendet, um Strahlen in S- und P-Polarisation zu trennen. Sie werden in der Halbleiter- und Flüssigkristall-Lithografie, in der Interferenzoptik und in verschiedenen Messinstrumenten eingesetzt und dienen als Elemente, die aus einem unpolarisierten Zustand einen Polarisationszustand erzeugen, indem sie die Eigenschaften des durchgelassenen P-polarisierten Lichts und des reflektierten S-polarisierten Lichts nutzen. Ihr Extinktionsverhältnis ist hoch und liegt je nach Produkt oft bei etwa 1.000:1.

Durch die Kombination eines polarisierenden Strahlteilers mit einer Wellenplatte ist es möglich, das Licht in jedem beliebigen Verhältnis aufzuteilen: linear polarisiertes Licht, das eine Viertelwellenplatte durchläuft, kann seinen Polarisationswinkel entsprechend dem Winkel der Wellenplatte ändern. Wenn ein polarisierender Strahlteiler hinter dem optischen Pfad der Wellenplatte installiert wird, kann eine Vorrichtung geschaffen werden, in der der Strahlteiler den Strahl in einem beliebigen Intensitätsverhältnis aufteilen kann, indem der Winkel der Wellenplatte eingestellt wird.

Weitere Informationen zu Strahlteilern

Unterschiede zwischen Strahlteilern und Prismen

Der Unterschied zwischen einem Strahlenteiler und einem Prisma liegt in der Anwendung. Ein Würfel-Strahlenteiler besteht aus zwei rechtwinkligen Prismen. Ein würfelförmiges Prisma hingegen entsteht, indem ein optischer Dünnfilm auf der Neigung des einen Prismas gebildet wird, der als Strahlteiler fungiert, und dieser mit dem anderen Prisma verbunden wird. Da zwei Prismen verwendet werden, ist der optische Dünnfilm nicht in direktem Kontakt mit der Luft, was eine Verschlechterung des Dünnfilms verhindert.

Prismen werden verwendet, um die Brechung aktiv zu nutzen, um den Strahlengang und die Spektroskopie zu verändern, aber wenn sie als Strahlteiler verwendet werden, gibt es keine Brechung des durchgelassenen Lichts und das optische Element nutzt Reflexion und Transmission.

Was ist Infrarot-Mikroskope?

Die Infrarot-Mikroskopie ist eine Art der optischen Mikroskopie, bei der mit Hilfe der Infrarot-Mikrospektroskopie kleinste Bereiche mit Infrarotlicht analysiert werden.

Als Lichtquelle wird Infrarotlicht mit einer langen Wellenlänge verwendet, was die räumliche Auflösung aufgrund der Beugungsgrenze einschränkt, aber eine Spektralanalyse ermöglicht. Viele derzeit erhältliche Infrarot-Mikroskope kombinieren die Funktionen gängiger Infrarotspektrometer wie Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) und Totalreflexion.

Verwendungszwecke von Infrarot-Mikroskopen

Infrarot-Mikroskope werden in den Bereichen Fehleranalyse und materialwissenschaftliche Forschung eingesetzt, da sie mikroskopisch kleine Proben messen können. Es ist auch nützlich bei der Untersuchung von Fremdkörpern in Festkörpern und Defekten, indem Unterschiede in der Absorptionsrate von Infrarotstrahlung ausgenutzt werden.

Sie wird auch als Methode zur Messung der Dicke von Halbleitern verwendet. Halbleiter zeichnen sich durch einen hohen Brechungsindex sowie einen Transmissionsbereich im infraroten Bereich aus. Optische Messungen mit Infrarotlicht anstelle von sichtbarem Licht sind erforderlich, was den Nachteil hat, dass die Genauigkeit verringert wird, da Infrarotlicht durch den hohen Brechungsindex beeinflusst wird.

Es hat jedoch auch den Vorteil, dass es weniger von den Oberflächenunregelmäßigkeiten des Messobjekts beeinflusst wird. Eine Methode zur Messung der Dicke von Halbleitern mit einem Infrarot-Mikroskop ist die Interferometrie, bei der die Dicke aus dem optischen Wegunterschied des von der Vorder- und Rückseite des Messobjekts reflektierten Lichts bestimmt wird.

Prinzipien der Infrarot-Mikroskope

Das Prinzip der Infrarot-Mikroskope ist das gleiche wie das der gewöhnlichen optischen Mikroskopie. Infrarot-Mikroskope kombinieren die Funktionen eines Mikroskops für die Aufnahme von Bildern und eines Spektrographen für die Spektralanalyse.

Konkret wird die Probe unter Vergrößerung mit sichtbarem Licht betrachtet, um den zu messenden Bereich zu bestimmen, und dann zur Messung auf Infrarotlicht umgeschaltet.

Arten von Infrarot-Mikroskopen

Zu den Infrarot-Mikroskopen gehören die Fourier-Transformationsmikroskope, die die Funktionen eines Infrarotspektrometers und eines Infrarotspektrometers kombinieren.

1. Infrarot-Spektrometer

Infrarotspektrometer sind Infrarot-Mikroskope, die eine Probe mit Infrarotlicht bestrahlen und durch Spektroskopie des durchgelassenen (oder reflektierten) Lichts ein Spektrum erhalten, um die Probe zu charakterisieren. Wie optische Mikroskope bestehen sie aus einer Lichtquelle, Spiegeln, Linsen und einem Detektor.

Infrarot-Mikroskope verwenden keine Linsen, die auf der üblichen Brechung basieren. Stattdessen werden Objektivlinsen verwendet, die die Reflexion des Lichts ausnutzen, so genannte Cassegrain-Optiken, die in Spiegelteleskopen eingesetzt werden.

Bei der Verwendung von Optiken entspricht die räumliche Auflösung ungefähr der Wellenlänge der Lichtquelle und ist auf einige Mikrometer bis zu einigen zehn Mikrometern begrenzt. Das in der Infrarot-Mikroskope für die FTIR-Bildgebung verwendete Infrarotlicht liegt typischerweise zwischen 2,5 und 25 Mikrometern.

Dieses Wellenlängenband wird durch die Schwingungen und Drehungen der Moleküle moduliert, so dass beim Scannen der Wellenlängen ein materialspezifisches Spektrum entsteht. Dieses kann wie bei der FTIR einer Fourier-Analyse unterzogen werden, so dass ein 2D-Bild, das mit einem Mikroskop aufgenommen wurde, mit einem Mapping überlagert werden kann.

2. Art der Fourier-Transformation (FT-IR)

Infrarot-Mikroskope mit Fourier-Transformation (FT-IR) charakterisieren eine Probe, indem sie sie einem kontinuierlichen Lichtstrahl aussetzen, anstatt sie mit Infrarotlicht zu bestrahlen. Nach der gleichzeitigen Erfassung aller Wellenlängen mit einem Interferometer wird das Interferenzmuster Fourier-transformiert, um ein Absorptionsspektrum zu erhalten, das der Molekularstruktur entspricht.

Die Fourier-Transformation hat vier wesentliche Vorteile

• Der gleichzeitige Nachweis mehrerer Wellenlängen ist möglich.
• Hoher Rauschabstand, da keine Schlitze vorhanden sind.
• Die Wellenlängenauflösung kann durch Verlängerung des Verfahrwegs des beweglichen Spiegels erhöht werden.
• Der Messwellenlängenbereich kann durch Austausch der Lichtquelle, der Fensterplatte usw. vom fernen Infrarot auf den sichtbaren Bereich erweitert werden.

Zwei gängige Fourier-Transformationstypen sind DTGS (deuteriertes Triglycinsulfat) und MCT (Quecksilber-Cadmium-Tellurid).

DTGS ist ein pyroelektrischer Detektor mit langsamer Ansprechzeit, niedrigem Signal-Rausch-Verhältnis und kann bei Raumtemperatur verwendet werden. MCT-Halbleiterdetektoren mit guter Empfindlichkeit sind geeignet, wenn nur wenig IR-Licht auf den Detektor trifft. MCT-Detektoren müssen jedoch mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden.

Weitere Informationen zur Infrarot-Mikroskopie

Messungen mit zweidimensionalen Array-Detektoren

Hochleistungs-Infrarot-Mikroskope, die mit einem zweidimensionalen Array-Detektor messen können, sollten aufgrund ihrer hohen Wärmeentwicklung mit Vorsicht verwendet werden. Bei der Verwendung müssen sie mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden.

Wird das Mikroskop nicht gekühlt, kann es aufgrund von Hitzeschäden an den Elementen teilweise unbrauchbar werden, und die Menge des Flüssigstickstoffs muss jederzeit kontrolliert werden. Die Kühlung mit flüssigem Stickstoff ist auch für gängige MCT-Detektoren erforderlich.

Es gibt auch Infrarot-Mikroskope, die Messungen ohne Flüssigstickstoff durchführen können. Die messbaren Dicken und die Genauigkeit unterscheiden sich bei Verwendung oder Nichtverwendung von Flüssigstickstoff.

Was ist eine Schüttelmaschine?

Ein Schüttler ist eine Maschine, die eine Probe in einem Behälter wie einem Reagenzglas, einem Kolben oder einem Scheidetrichter schüttelt und rührt.

Sie werden auch Schüttler genannt. Schüttler werden häufig für die zeitaufwändige Probentrennung, Elution und Auflösung sowie für die Kultivierung von aeroben Mikroorganismen verwendet.

Es gibt verschiedene Arten von Schüttlern, wie z. B. Pendel-, Schwenk- und Achterschüttler, und je nach Modell sind unterschiedliche Schüttelrichtungen, wie z. B. horizontal oder vertikal, möglich. Einige Modelle sind auch mit einer Heiz- und Kühlfunktion ausgestattet und können zum Schütteln von Kulturen verwendet werden.

Es gibt auch Siebschüttler zum Sieben von Pulvern und Flüssigkeiten.

Verwendungszwecke von Schüttelmaschinen

Schüttelmaschinen werden im Allgemeinen bei biowissenschaftlichen und chemischen Experimenten eingesetzt, bei denen lange Zeiträume konstanten Schüttelns erforderlich sind. Zu den wichtigsten Anwendungen im Versuchsbereich gehören verschiedene Auflösungsversuche, die Auflösung von Proben und die Kultivierung von aeroben Mikroorganismen.　

Insbesondere die Elutionstests für die vom Umweltministerium festgelegten Umweltstandards für Böden erfordern die Elution von Schwermetallen im Boden durch Schüttelmaschinen unter bestimmten Bedingungen. Bei der Kultivierung von aeroben Mikroorganismen sind die Bedingungen je nach Mikroorganismus unterschiedlich. Die Schüttelbreite und die Schüttelgeschwindigkeit des Schüttlers müssen berechnet werden, um die entsprechende Sauerstofftransferrate zu regulieren.

Weitere Anwendungen sind die Untersuchung auf Pestizidrückstände in Lebensmitteln, wie die Elution von Dioxinen und Pestizidrückständen in Gemüse mit Hexan, und die Analyse der eluierten Bestandteile von Industrieabfällen.

Prinzip der Schüttelmaschine

Die Schüttelmaschine verfügt über ein Aggregat, das in den Sockel am Boden des Schütteltisches eingebaut ist. Das Aggregat überträgt die Kraft des Motors über einen Riemen auf die Riemenscheiben, die die Drehung des Motors in eine Hin- und Herbewegung des Schütteltisches umwandeln.

Modelle mit Temperaturregelung verfügen über ein Heiz- oder Kühlsystem unter dem Sockel. In einigen Fällen sind das Thermostatbad und die Schüttelmaschine integriert.

Je nach Modell kann die Größe des Sockels entsprechend der Anwendung der Schüttelmaschine geändert werden. Einige Modelle können optional mit einer gefäßspezifischen Platte auf dem Sockel versehen werden, um die Anpassung der Schüttelmaschine an das jeweilige Gefäß zu erleichtern.

Pulversiebmaschinen verwenden elektromagnetische Magnete, um vertikale Schwingungen im Oszillator zu erzeugen. Eine Feder regelt die Amplitude der Schwingung und den vertikalen Ausschlag.

Arten von Rüttlern

Es gibt verschiedene Größen von Pendeln, darunter kleine, mittlere und große Pendel. Die Wahl sollte je nach Anwendung sowie Größe und Form des Behälters getroffen werden. Ein großer Schüttler wird zum Beispiel für Auflösungsversuche in der Bodenanalyse verwendet.

Kleinere Schüttler sind für In-vitro-Tests mit kleinen Probenmengen geeignet. Ein kleiner Schüttler sollte insbesondere für mikrobiologische und Zellkulturanwendungen in Brutschränken verwendet werden. Diese Schüttler sind für Umgebungstemperaturen von etwa 0-50 °C und eine Luftfeuchtigkeit von bis zu etwa 95 % RH ausgelegt.

Die meisten kleinen Tischschüttelmaschinen liegen im Größenbereich von ca. 200-300 mm (Breite) x 180-250 mm (Tiefe) x 100-170 mm (Höhe). Das maximal zulässige Lastgewicht liegt bei den meisten Modellen bei etwa 2 kg. Zu den Schwingungsarten gehören hin- und hergehend, schwenkend, wippend, horizontal exzentrisch und 8-fach, mit horizontaler und vertikaler Ausrichtung. Einige Modelle verfügen über mehr als eine Schwingungsart, die manuell umgeschaltet werden kann.

Die Schüttelgeschwindigkeit kann in einem Bereich von etwa 20-200 U/min variiert werden. Je nach Produkt ist die Schüttelgeschwindigkeit stufenweise oder nicht stufenweise, und viele Modelle verfügen über eine eingebaute Zeitschaltuhr.

Was ist Thermische Analysegeräte?

Thermische Analysegeräte sind ein Oberbegriff für ein Gerät, das Veränderungen in einer Probe misst, wenn ihr kontinuierlich Wärme zugeführt wird. Er besteht aus einem Mechanismus zur kontinuierlichen Veränderung der Temperatur der Probe und einem Mechanismus zur Erfassung und Aufzeichnung der zu messenden physikalischen Eigenschaft. Je nach der zu messenden physikalischen Eigenschaft werden unterschiedliche Analysenbezeichnungen verwendet.

Zu den Analysen, die mit Thermischen Analysegeräten durchgeführt werden, gehören die Differentialthermoanalyse (DTA), die den Temperaturunterschied zwischen einer gemessenen Probe und einer Standardprobe analysiert, die Differentialscanningkalorimetrie (DSC), die den Unterschied in der Wärmemenge analysiert, und DSC ), die Thermogravimetrie (TG ) zur Messung von Gewichtsänderungen und die Thermomechanische Analyse (TMA ) zur Messung von Längenänderungen.

Einsatzmöglichkeiten von Thermischen Analysegeräten

Die thermische Analyse mit einem Thermischen Analysegerät dient der Bestimmung der thermophysikalischen Eigenschaften eines beliebigen Materials. Materialien verändern ihre Struktur und ihren Zustand als Folge von Temperaturänderungen, was wiederum ihre physikalischen Eigenschaften und Funktionen verändert. Die Kenntnis des Verhaltens von Materialien als Reaktion auf Temperaturänderungen ist für die Kontrolle von Eigenschaften und Qualität sowie für das Verständnis des exothermen/endothermen Verhaltens bei Reaktionen sehr wichtig.

Bei einer typischen Thermoanalyse werden Phänomene wie Glasübergang, Kristallisation, Schmelzen und Zersetzung, die durch Erhitzung verursacht werden, grafisch dargestellt, wobei die Temperatur auf der horizontalen Achse und die Parameter (z. B. Gewichtsänderung, Dimensionsänderung) auf der vertikalen Achse liegen. Bei der TG-DTA-Analyse können zum Beispiel die Gewichtsänderung der Probe bei Änderung der Probentemperatur und die Temperaturdifferenz zwischen Probe und Referenzmaterial gleichzeitig gemessen werden, so dass analysiert werden kann, welche Veränderungen in einem Material bei welcher Temperatur auftreten.

Es werden auch Studien durchgeführt, bei denen die thermische Analyse mit Messungen mit einer optischen Kamera oder einem Lichtmikroskop kombiniert wird, um Veränderungen der Morphologie zu beobachten, oder um gleichzeitig Gase mit Hilfe der Gaschromatographie zu analysieren.

Grundlagen der Thermischen Analysegeräte

Ein Thermische Analysegeräte besteht aus einem Detektionsteil, einem Temperaturregelungsteil und einem Datenverarbeitungsteil. Der Detektionsteil ist mit einem “Heizer”, einem “Probenhalter” und einem “Detektor” ausgestattet, der die Probe erwärmt und abkühlt und ihre Temperatur und physikalischen Eigenschaften erfasst.

Die Detektorkonfiguration variiert je nach der durchgeführten Thermoanalyse. Die DTA, die die Temperatur misst, und die DSC messen die Temperaturdifferenz zwischen einem Standard und einer gemessenen Substanz. Die Temperaturregelung steuert die Temperatur des Heizgeräts entsprechend dem vor der Messung eingestellten Programm. In der Datenverarbeitungsabteilung werden die Signale des Detektors eingegeben und aufgezeichnet und die erhaltenen Messdaten analysiert.

Analysemethoden von Thermischen Analysegeräten

Je nach den Eigenschaften des untersuchten Objekts werden verschiedene Methoden der thermischen Analyse verwendet. Es gibt fünf Analysemethoden, die üblicherweise in der Thermoanalyse eingesetzt werden: die Differentialthermoanalyse (DTA), die Differentialscanningkalorimetrie (DSC), die Thermogravimetrie (TG), die thermomechanische Analyse (TMA) und die dynamische Viskoelastizitätsmessung (DMA). Die einzelnen Methoden werden im Folgenden näher erläutert.

1. Thermische Differenzialanalyse (DTA)

Wenn eine Probe selbst einen Übergang oder eine Reaktion aufgrund einer Temperaturänderung durchläuft, kommt es zu einer Änderung der Temperaturdifferenz gegenüber dem Referenzmaterial, die nachgewiesen wird. Auf diese Weise lassen sich Reaktionserscheinungen wie Schmelzen, Glasübergang, Kristallisation, Verdampfung und Sublimation nachweisen.

Glasübergänge sind mit der DTA manchmal schwer zu erkennen, da die Temperaturänderung langsamer ist als andere Zustandsänderungen. Bei unbekannten Proben ist es schwierig, die Reaktionsphänomene allein anhand der DTA-Kurve vollständig zu verstehen, so dass Techniken zur Dateninterpretation häufig in Kombination mit der Thermogravimetrie (TG) eingesetzt werden.

2. Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC)

Ein Referenzmaterial und eine Probe werden in ähnlicher Weise Temperaturänderungen unterworfen, und ihre jeweiligen Temperaturen werden durch Thermoelemente erfasst. Tritt ein Temperaturunterschied auf, wird die Temperatur durch einen Heizer so aufgeheizt, dass die Temperaturen gleich sind. Die DSC misst die für diese Erwärmung erforderliche Energie. Aus diesem Grund wird sie auch als Differential-Scanning-Kalorimetrie bezeichnet. Sie ist im Allgemeinen genauer als die DTA. Übergänge wie Schmelzen, Glasübergang und Kristallisation können gemessen werden, ebenso wie die spezifische Wärmekapazität.

3. Thermogravimetrie (TG)

Ein Referenzmaterial und eine Probe werden in ähnlicher Weise einer Temperaturänderung unterworfen, und der Gewichtsunterschied zwischen dem Referenzmaterial und der Probe wird verfolgt (das Referenzmaterial sollte sein Gewicht im Temperaturbereich der Messung nicht ändern). Gemessen werden Proben, die infolge einer Temperaturänderung Reaktionen unterliegen, die eine Massenänderung bewirken, wie Sublimation, Verdampfung, Pyrolyse oder Dehydratisierung. Da Zustandsänderungen der Probe durch gleichzeitige Messung nicht nur der Gewichtsänderung, sondern auch der Temperaturänderung der Probe festgestellt werden können, sind Analysegeräte, die gleichzeitig eine DTA-Analyse durchführen können, weit verbreitet. 

4. Thermo-mechanische Analyse (TMA)

Eine Sonde wird an der Probe angebracht, und die durch die Temperaturänderung verursachte Verschiebung wird erfasst. Es ist auch möglich, unter Variation der auf die Probe ausgeübten Last zu messen. Die wichtigsten Messgrößen sind die thermische Ausdehnung, die thermische Kontraktion, der Glasübergang, die Aushärtungsreaktion und die thermische Geschichte, d. h. Phänomene, die ihre Form infolge einer Temperaturänderung verändern. Auch Schmelz- und Kristallisationsvorgänge können erfasst werden, da diese Reaktionen mit Formveränderungen einhergehen, doch muss darauf geachtet werden, dass der Kontakt zwischen Sonde und Probe konstant gehalten wird, da sie sonst nicht richtig erfasst werden können.

5. Dynamische Viskoelastizitätsmessung (DMA)

Die Probe wird zyklisch belastet, und die in der Probe erzeugte Dehnung wird erfasst und als Funktion der Temperatur oder der Zeit ausgegeben. Das Gerät wird zur Untersuchung von Glasübergängen, Kristallisation und thermischer Geschichte eingesetzt, also von Reaktionen, die intramolekulare Bewegungen und Konformationsänderungen beinhalten. Der anfängliche Schmelzzustand kann ebenfalls gemessen werden, aber wie bei der TMA sind Messungen nicht mehr möglich, wenn das Schmelzen fortgeschritten ist und sich die Form verändert hat.

Weitere Informationen über Thermische Analysegeräte

Anwendungen von Thermischen Analysegeräten

Wie bereits erwähnt, werden sie in Kombination mit Geräten wie optischen Mikroskopen in einer Vielzahl von Forschungsanwendungen eingesetzt. Bei der Echtzeitbeobachtung von Morphologie- und Farbveränderungen in Verbindung mit der Lichtmikroskopie ist es möglich, die weiße Trübung von Proben zu beobachten, die mit Kristallisations- und Flüssigkristallübergängen einhergeht, sowie Veränderungen in Proben in der Nähe der Änderung der Zustandstemperatur.

Andere Analysegeräte wurden entwickelt, um die bei der Wärmebehandlung entstehenden Gase zu analysieren, wobei Thermische Analysegeräte mit Geräten wie FT-IR (Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie) und MS (Massenspektrometrie) kombiniert werden. Durch die Kombination von Informationen über thermophysikalische Eigenschaften, die aus der thermischen Analyse gewonnen werden, mit Informationen über Gase kann ein tieferes Verständnis der thermischen Reaktion von Materialien gewonnen werden. In Kombination mit anderen temperaturerzeugenden Geräten kann die thermische Ausdehnung und Kontraktion in verschiedenen Situationen beobachtet werden.