초저온 시차주사열량계 (Cryo DSC)
초저온 시차주사열량계 – 초저온 DSC – 모델 Calvet Cryo – 무엇인가요 ?
- 스위스 칼베트(Calvet) 열량계 제품군의 다른 모델들과 마찬가지로, 모델 칼베트 크라이오(Calvet Cryo)는 혁신적인 3D(3차원) 센서를 사용하여 95%의 열포착률을 달성 합니다. 측정 셀(시료 홀더)을 둘러싸고 있는 열전대 3차원 네트워크로 구성된 이 센서는 시료 주변의 열을 완벽하게 감지합니다. 더 자세한 정보는 여기에서 확인하세요.
- 모델 칼베트 크라이오 시차주사열량계는 초저온 냉각 시스템을 갖추고 있어, 사용하는 극저온 유체에 따라 영하 -196°C까지 작동이 가능합니다.
- 모델 Calvet Cryo는 배치식, 반배치식 또는 연속식 혼합, 교반, 내압성, 압력 측정 및 조절 등 다양한 기능을 제공하는 여러 종류의 셀(=시료 홀더)을 장착할 수 있어 활용 범위가 무궁무진 합니다.
- 따라서 칼베트 크라이오를 통해 사용자는 고체 및 액체의 열용량, 혼합, 상전이, 반응 및 분해 연구 등 정밀하고 다양한 측정을 수행할 수 있습니다.
| 방식 | 시료 투입 | 실험 중 추가 주입 | 대표 용도 |
|---|---|---|---|
| 배치식 (Batch) | 처음에 모두 투입 | ✘ | 일반적인 반응열, DSC, 열안정성 |
| 반배치식 (Semi-batch) | 일부만 먼저 투입 | ◯ | 적정, 촉매반응, 반응열 측정 |
| 연속식 (Continuous) | 계속 공급 | 계속 공급 | 공정 모사, 유체 열특성 |
초저온 시차주사열량계 – 초저온 DSC – 응용분야는 ?
1. 극저온 열용량(Cp) 측정
- 금속, 세라믹, 고분자 및 복합재료의 정압 열용량(Cp) 측정
- 초전도체, 금속유리, 양자재료 등의 저온 열물성 연구
- 액체질소(-196°C) 영역까지 고정밀 열용량 분석
2. 배터리 및 에너지 소재
- 저온에서 전해질의 상전이 및 결정화 거동 분석
- SEI(Solid Electrolyte Interphase) 형성 반응열 측정
- 저온 충·방전 환경에서의 전해질 안정성 평가
3. 수소 저장 및 가스 흡착 연구
- 금속수소화물(Metal Hydride)
- MOF 및 다공성 소재
- 활성탄, 제올라이트 등의 흡착열(Heat of Adsorption) 측정
- 압력 변화에 따른 흡착 탈착 엔탈피 분석
4. 화학 반응 및 촉매 연구
- 혼합(Mixing) 반응열
- 중화 반응열
- 용해열
- 촉매 반응 엔탈피
- 반응 속도에 따른 발열량 분석
5. 공정 안전(Process Safety)
- 반응열 측정
- 열폭주(Thermal Runaway) 특성 평가
- 반응 안정성 연구
- 공정 위험성 분석을 위한 기초 열역학 데이터 확보
6. 석유 가스 및 에너지 산업
- 클라트레이트 수화물(Hydrate) 생성 및 분해 엔탈피
- 탄화수소-물 계의 상평형 연구
- 심해 및 저온 환경 모사 실험
7. 고분자 및 바이오 소재
- 유리전이(Tg)
- 결정화 및 용융
- 상전이
- 단백질 변성 엔탈피
- 생체재료의 열안정성 평가
8. 고압 열량 측정
- 최대 1,000 bar에서 열용량(Cp) 측정
- 고압 반응열 측정
- 고압 흡착 및 탈착 실험
- 실제 공정 환경 재현
초저온 DSC – 스위스, 모델 CALVET CRYO – 외형
초저온 시차주사열량계 – 초저온 DSC – 모델 Calvet Cryo – 특징
최고 수준의 열 측정 정확도 (Highest Heat Measurement Accuracy) :
- 3차원 Calvet 3D 센서(열전대 기반)와 **줄(Joule) 효과 보정(Calibration)**을 적용하여 최고의 열 측정 정확도를 제공합니다.
등온(Isothermal) 또는 온도 스캐닝(Temperature Scanning) 모드 :
- 실제 조건을 더욱 충실하게 재현하고, 다양한 실험을 수행할 수 있도록 등온 모드와 온도 스캐닝 모드를 지원합니다.
외부 장치 연동 기능 (External Coupling Capability) :
- 다양한 외부 장치와 연동하여 실험 기능을 확장할 수 있습니다. (Manometer/BET Instrumentation/FTIR,MS,GC_MS)
편리한 교체형 도가니(Crucibles) 및 셀(Cells) :
하나의 장비로 가장 까다로운 실험까지 수행할 수 있도록 다양한 도가니와 셀을 손쉽게 교체하여 사용할 수 있습니다.
- 고압(최대 1,000 bar) 및 고진공 환경 제어 실험
- 압력 측정 및 압력 제어
- 혼합(Mixing) 및 교반(Stirring) 실험
초저온 DSC – 스위스, 모델 Calvet Cryo -내부 구조
초저온 DSC – 스위스, 모델 Calvet Cryo -내부 구조 – 설명
① Calvet 3D 3차원 센서
CALVET CRYO의 3D 센서는 두 개의 원통형 열전대 블록으로 구성됩니다.
각 블록에는 480개의 열전대가 내장되어 있으며, 시료 또는 기준 셀을 모든 방향에서 3차원적으로 완전히 둘러싸 열손실 없이 열변화를 측정합니다.
② 열량계(칼로리미터) 블록 및 냉각 시스템
CALVET CRYO는 열량계 블록(Calorimetric Block)을 기반으로 하며, 측정 영역의 온도를 일정하게 유지하거나 최대 200°C까지 가열할 수 있습니다.
CALVET CRYO 열량계는 액체질소(Liquid Nitrogen) 탱크 또는 고성능 냉각기(Chiller) 와 연결됩니다.
냉각 유체는 열량계 블록 내부의 밀폐된 공간(Internal Enclosure) 으로 공급됩니다.
③ 측정 셀(Cell)
시료는 측정 셀(Measurement Cell) 내부에 위치하며, 셀은 측정 영역에 직접 배치됩니다.
셀 주변의 분위기는 수분(Humidity)이 존재하지 않도록 제어됩니다.
셀은 기본적으로 밀폐형 원통 구조이며, 다음과 같은 실험 기능을 위한 다양한 장치를 장착할 수 있습니다.
- 혼합(Mixing)
- 교반(Stirring)
- 압력 측정(Pressure Measurement)
- 외부 계측장비와의 연동(Coupling to External Instrumentation)
셀과 액세서리는 내열성 및 내식성이 우수한 금속과 고분자(Polymer) 재질로 제작됩니다.
또한 사용자의 실험 목적에 맞도록 새로운 셀을 설계 및 구성할 수 있습니다.
④ 진공 단열 구조
외부 챔버(External Enclosure)는 영구 진공(Permanent Vacuum) 상태로 유지됩니다.
이를 통해 단열 성능을 향상시키고, 열량계 외부 표면에서 발생할 수 있는 대부분의 수분 응결(결로)을 방지합니다.
초저온 DSC -모델 Calvet Cryo – 상세 사양
| 온도 (TEMPERATURE) | |
|---|---|
| 온도 범위 (Temperature Range) | -196 ~ 200 ℃ |
| 온도 정확도 (Temperature Accuracy) | ±0.5 ℃ * |
| 온도 정밀도 (Temperature Precision) | ±0.25 ℃ * |
| 프로그램 온도 스캔 속도 (Programmable Temperature Scanning Rate) | 0.01 ~ 1 ℃/min |
| 열 및 열유속 (HEAT & HEAT FLOW) | |
| 엔탈피 정확도 (Enthalpy Accuracy) | ±0.2 % * |
| 열량계 정밀도 (Calorimetric Precision) | ±0.5 % * |
| RMS 노이즈 (RMS Noise) | 1 μW |
| 분해능 (Resolution) | 0.1 μW |
| 동적 측정 범위 (Dynamic Range) | ±50 / ±500 / ±1500 mW |
| 일반 사양 (GENERAL) | |
| 셀 용량 (Cell Volume) | 최대 12.5 mL (표준 셀) |
| 압력 측정 및 제어 (Pressure Measured & Controlled) | 100 bar (1,450 psi) 600 bar (8,700 psi) 1000 bar (14,600 psi) |
| 장비 중량 (Weight) | 60 kg (냉각 시스템 제외) |
| 크기 (Dimensions, H × W × D) | 105 × 40 × 40 cm |
| 전원 (Power Requirements) | 230 V, 50/60 Hz |
* 측정 정확도 및 정밀도는 사용 조건, 시료 특성 및 교정 상태에 따라 달라질 수 있습니다.
* 모든 정확도 및 정밀도 사양은 인듐(Indium) 용융 시험(Indium Melting Test)을 기준으로 측정되었습니다.
초저온 DSC
모델 CALVET Cryo 동영상
- 소형 중형 크기 시료 측정용, 초저온 DSC :
- 사용하는 극저온 유체에 따라 영하 -196°C까지 작동이 가능합니다. 또한 배치식, 반배치식 또는 연속식 혼합, 교반, 내압성, 압력 측정 및 조절 등 다양한 기능을 제공하는 여러 종류의 셀을 장착할 수 있어 활용 범위가 무궁무진합니다.
스위스 KEP 그룹 세타람 브랜드 제조 공급
위 동영상은 세타람 브랜드 초저온 DSC ; CALVET CALROIMETER 7가지 모델 중, 모델 CALVET CRYO에 대한 소개 입니다. KEP Technologies 그룹 / SETARAM 브랜드의 한국대리점은 한미산업 입니다.
연구설계 세타람 사 스위스 제네바 근교 소재–>웹사이트
제조 세타람 사 프랑스 리옹 (제네바 남서쪽 1.5시간 거리)
최종출하 세타람 사 프랑스
모델명 CALVET
한국대리점 한미산업
모델 CALVET 7가지 – 초저온 DSC는 모델 Calvet Cryo 입니다.
초저온 DSC Calorimeter – CALVET 기술 기반 12가지 구성 옵션
초저온 DSC – 모델 Calvet Cryo – 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q. CALVET CRYO는 일반 DSC와 무엇이 다릅니까 ?
일반 DSC는 시료와 기준물질의 온도 차이를 이용하여 2차원 적인 열유속을 계산하는 방식입니다.
일반 DSC는 가열로 내부의 측정 시료와 측정센서사이에 복사열 손실 등, 열변화의 45~50% 만 측정 가능 합니다.
반면 CALVET CRYO는 시료를 480개의 열전대로 구성된 3차원 3D Calvet 센서가 모든 방향에서 시료와 기준 셀(=홀더)을 360도 방향으로 둘러싸고 복사열 등의 열손실 없이 직접 열변화를 검출합니다.
따라서 다음과 같은 장점을 제공합니다.
- 절대 열량(Absolute Heat) 측정
- 높은 엔탈피(Enthalpy) 측정 정확도
- 우수한 열용량 및 비열(Cp) 측정 정확도
- 시료 위치 변화에 따른 영향 최소화
Q. 왜 3D Calvet 센서가 더 정확합니까 ?
일반 DSC는 발생한 열의 일부만 검출하지만, Calvet 3D 센서는 시료를 완전히 둘러싸 발생하는 열의 대부분을 검출합니다.
이로 인해 다음과 같은 장점을 제공합니다.
- 열 손실 최소화 ( 측정 복사열 등)
- 매우 높은 재현성
- 우수한 베이스라인 안정성
- 장시간 측정에서도 높은 정확도 유지
Q. 어떤 셀(Cell)을 사용할 수 있습니까 ?
CALVET CRYO는 교체형 셀(Cell) 구조를 채택하고 있습니다.
다양한 셀을 사용하여 다음과 같은 실험을 수행할 수 있습니다.
- 배치식(Batch)
- 반배치식(Semi-batch)
- 연속식(Continuous)
- 교반(Stirring)
- 혼합(Mixing)
- 압력 측정
- 압력 제어
Q. 어떤 분위기에서 실험할 수 있습니까 ?
기밀 셀을 사용하여 다음과 같은 다양한 가스 분위기에서 실험할 수 있습니다.
- 질소(N₂) 아르곤(Ar) 산소(O₂) 수소(H₂) 이산화탄소(CO₂)
- 또한 연속 퍼지(Continuous Purge)와 압력 제어도 가능합니다.
Q. 최대 압력 제어는 얼마입니까 ?
사용하는 셀의 종류에 따라 최대 1,000 bar까지 압력을 측정하고 제어할 수 있습니다.
Q. 영하 –196°C는 어떻게 구현됩니까 ?
외부챔버는 특수 영구진공 단열구조 설계로 단열성능 향상과, 외부 수분응결 방지를 할 수 있습니다.
CALVET CRYO는 액체질소(LN₂) 또는 고성능 칠러(Chiller) 와 연결하여 열량계 블록을 냉각합니다.
측정 영역은 일정한 온도로 유지되며, Calvet 3D 센서가 열량을 매우 높은 정확도로 측정합니다.
Q. 외부 장비와 연동할 수 있습니까 ?
가능합니다.
압력 센서, 교반 장치, 혼합 장치, 가스분석기(FTIR/MS/GC_MS) 및 다양한 사용자 맞춤형 셀을 연결하여 실험 목적에 맞게 확장할 수 있습니다.
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세타람 전체 열분석기 라인업, 일반버전 포함, 한미산업 사이트 보기
DSC 상위 버전 모델 칼벳 시리즈 7가지 모델, 한미산업 사이트 보기
TGA의 상위 버전, 모델 템이스 (=THEMYS) 7가지 모델, 한미산업 사이트 보기
초미세 마이크로 나노 열량계, 95% 열포착률 : 3D DSC센서 기술 => 상세 설명 (페이지 상단에)
열 분석기 만큼 중요한 고압 DSC의 => 샘플 홀더인 다양한 CELL(셀) 기술 => 상세 설명 (페이지 하단에)
한미산업
1999년 개업 이후, 지난 30여년간
- Tribology(마찰/마모/윤활/CMP 연마), 스크래치, 고온 경도계, 베어링 시험기 : 미유럽 일본의 유명 제조공급사인 BRUKER, PHOENIX Tribology, TABER, SHINTO Heidon, INNOWEP, AMTEC, TRICO사.
- 열분석기(DSC,TGA,STA,TMA), 고온진공로 : 스위스 KEP 그룹의 SETARAM SETSAFE, 미국 MRF사, 일본 ENEOS MATERIALS사의 수지 열경화 시험기 등
최첨단 장비들을 국내에 소개 및 판매 기술 지원하여 왔으며, 또한 이기술을 바탕으로 일부 품목 제조를 통하여 국산화에도 노력하여 왔습니다. 앞으로도 더욱 노력하여 국내 기술 발전에 이바지 하도록 하겠습니다.
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