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Title:
THERMAL ANALYSIS APPARATUS AND THERMAL ANALYSIS METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/139311
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a thermal analysis apparatus (1), comprising a sample space (2) in which a sample carrier (3) and heating devices (4) as well as an inert gas (5) are present, wherein additionally flow devices (6) are present for the inert gas (5) for generating an inert gas flow (7) to the sample carrier (3) and getter devices (11) are present for removing residual oxygen from the inert gas (5), wherein the getter devices (11) are disposed in the inert gas flow (7) in the flow direction upstream of the sample carrier (3) in the vicinity thereof. The invention further relates to a thermal analysis apparatus (1), comprising a sample space (2) in which a sample carrier (3) and heating devices (4) as well as an inert gas (5) are present, wherein additionally flow devices (6) are present for the inert gas (5) for generating an inert gas flow (7) to the sample carrier (3) and oxygen trap devices (8) are present for removing residual oxygen from the inert gas (5), wherein the getter devices (8) are disposed in the inert gas flow (7) in the flow direction upstream of the sample carrier (3) in the vicinity thereof. In addition, the invention relates to a thermal analysis method, wherein in a sample space (2) a sample carrier (3) and heating devices (4) are surrounded by inert gas (5), and wherein the inert gas (5) is prompted to flow as an inert gas flow (7) in the sample space (2) first over or past getter devices (11) in order to remove residual oxygen from the inert gas (5) and then to flow to the sample carrier (3), which is disposed in the vicinity of the getter devices (11).

Inventors:
SCHINDLER ALEXANDER (DE)
BLUMM JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2010/000623
Publication Date:
December 09, 2010
Filing Date:
June 02, 2010
Export Citation:
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Assignee:
NETZSCH GERAETEBAU GMBH (DE)
SCHINDLER ALEXANDER (DE)
BLUMM JUERGEN (DE)
International Classes:
G01N17/00; C01B13/02; G01N25/00
Foreign References:
US5536302A1996-07-16
US5061914A1991-10-29
DE2340102A11974-02-21
DE69830247T22006-05-04
DE3621014C21995-05-11
DE68910638T21994-02-24
Other References:
B. SRINIVASA RAO AND V. JAYARAM: "Pressureless infiltration of Al-Mg based alloys into Al2O3 preforms: mechanisms and phenomenology", ACTA MATERIALIA, vol. 49, 2001, pages 2373 - 2385, XP002598488
HEUER H ET AL: "Thin tantalum-silicon-oxygen/tantalum-silicon-nitrogen films as high-efficiency humidity diffusion barriers for solar cell encapsulation", THIN SOLID FILMS, ELSEVIER-SEQUOIA S.A. LAUSANNE, CH LNKD- DOI:10.1016/J.TSF.2006.05.033, vol. 515, no. 4, 5 December 2006 (2006-12-05), pages 1612 - 1617, XP025007485, ISSN: 0040-6090, [retrieved on 20061205]
Attorney, Agent or Firm:
SUK, JOCHEN (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Thermoanalysevorrichtung (1), mit einem Probenraum (2), in dem ein Probenträger (3) und Heizeinrichtungen (4) sowie einer Strömungseinrichtungen (6) mit einer Inertgaszufuhr (9) für ein Inertgas (5) enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Getter-

Einrichtung (11) zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas (5) enthalten ist, wobei die eine Getter-Einrichtung (11) in der Inertgasströmung (7) in Strömungsrichtung (6) vor dem Probenträger (3) in dessen Nähe angeordnet ist und die Getter-Einrichtung (11) mindestens einen Getter-Träger (12) zur Aufnahme eines Getter-Materials (13) aufweist, wobei der Getter-Träger (12) und/oder das Getter-Material (13) axial zu dem Probenträger

(3) angeordnet sind und dass der Getter-Träger (12) aus keramischem Material herstellbar ist.

2. Thermoanalysevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getter- Material (13) ein temperaturbeständiges metallisches und/oder Metalle enthaltendes Material, vorzugsweise Zirkonium ist.

3. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Getter-Träger (12) zumindest teilweise aus einem keramischen Material besteht, vorzugsweise aus einem keramischen Material das Y2O3 enthält.

4. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Getter-Träger (12) aus einem Material besteht, das nicht mit dem Getter-Material (13) reagiert.

5. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Getter-Träger (12) ein Stab, ein Draht oder ein Ring ist.

6. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (4) derart ausgelegt, ausgebildet, geformt und/oder angeordnet sind, dass das Getter-Material (13) auf eine Temperatur von 400 0C oder mehr aufheizbar ist.

7. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (4) eine Heizzone (14) bestimmen, in der der Probenträger (3) samt einer darauf oder daran angeordneten Probe (15) und zumindest teilweise die Getter- Einrichtungen (11) oder zumindest das Getter-Material (13), angeordnet sind.

8. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (4) derart ausgelegt und angeordnet sind, dass mit den Heizeinrichtungen (4) gleichzeitig eine auf dem Probenträger (3) vorhandene Probe (15) und zumindest teilweise die Getter-Einrichtungen (11), ggf. zumindest das Getter-Material (13), beheizbar ist.

9. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (4) zum Heizen einer auf dem Probenträger (3) vorhandenen Probe (15) mit wenigstens einem seitlich von der Probe (15) beabstandetem

Heizelement (17) ausgestattet ist.

10. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (17) oder die Heizelemente (17) den Probenträger (3) seitlich zumindest teilweise umgibt bzw. umgeben.

11. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Getter-Einrichtung (11) über eine separate Heizeinrichtung (4) verfügt, mit der die Getter-Einrichtung (11) separat beheizbar und/oder bei einer bestimmten Temperatur haltbar ist.

12. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Strömungseinrichtungen (6) derart gestaltet ist, dass eine im

Wesentlichen vertikale und/oder horizontale Inertgasströmung (7) erzeugt wird, und dass der Probenträger (3) oberhalb der Getter-Einrichtungen (11) und/oder seitlich der Getter- Einrichtungen (11) angeordnet ist, so dass die Inertgasströmung (7) an dem Probenträger (3) sowie an einer auf dem Probenträger (3) anordenbaren Probe (15) seitlich und/oder oberhalb vorbei strömt.

13. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas (5) Argon und/oder Stickstoff und/oder Helium, insbesondere der Reinheit 99,996 enthält.

14. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Probenträger (3) ausgelegt ist, einen Tiegel (16) zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe (15) zu tragen.

15. Thermoanalysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoanalysevorrichtung (1) lediglich durch die Verwendung der Inertgasströmung (7) betreibbar ist, ohne das die Thermoanalysevorrichtung (1) vorher mit einem Vakuum versehen worden ist.

16. Thermoanalyseverfahren, wobei in einem Probenraum (2) ein Probenträger (3) und Heizeinrichtungen (4) von Inertgas (5) umgeben sind, wobei eine Inertgasströmung (7) durch eine Inertgaszufuhr (9) in dem Probenraum (2) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

> die Inertgasströmung (7) in dem Probenraum (2) zuerst über oder vorbei an der Getter- Einrichtungen (11) zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas (5) und dann zu dem Probenträger (3) strömt,

> die Getter-Einrichtungen (11) in der Nähe des Probenträgers angeordnet wird,

> mindestens ein Getter-Träger (12) zur Aufnahme eines Getter-Materials (13) in der Getter-Einrichtung (11) angeordnet wird, wobei der Getter-Träger (12) und/oder das Getter-Material (13) axial zu dem Probenträger ausgerichtet werden, und

> der Getter-Träger (12) aus einem keramischen Material hergestellt wird.

17. Thermoanalyseverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung/en (4) eine Heizzone (14) bestimmt/bestimmen, in der der Probenträger (3) samt einer darauf und/oder daran angeordneten Probe (15) und die Getter-Einrichtungen (11), und/oder das Getter-Material (13), derart angeordnet werden, dass durch die

Heizeinrichtungen (4) gleichzeitig eine auf dem Probenträger (3) angeordnete Probe (15) und/oder die Getter-Einrichtungen (11) und/oder ein in diesen enthaltenes Getter-Material (13) beheizt werden.

18. Thermoanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass eine vertikale und/oder eine horizontale Inertgasströmung (7) erzeugt wird, die zuerst an den Getter-Einrichtungen (11) vorbei und dann zu dem darüber und/oder seitlich angeordneten Probenträger (3) strömt, so dass die Inertgasströmung (7) an dem Probenträger (3) sowie an einer auf dem Probenträger (3) angeordneten Probe (15) seitlich vorbei und/oder darüber geleitet wird.

19. Thermoanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (4) derart angeordnet werden, dass mit einer Heizeinrichtung (4) die Getter-Einrichtung (11) und mit einer weiteren Heizeinrichtung (4) der Probenträger (3) mit der Probe (15) beheizt wird.

20. Thermoanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoanalysevorrichtung (1) nur durch das Spülen mit einer Inertgasströmung (7) betrieben wird, ohne das die Thermoanalysevorrichtung (1) vorher evakuiert wird.

Description:
Thermoanalysevorrichtung und Thermoanalyseverfahren

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Thermoanalysevorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 sowie Thermoanalyseverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21.

Als thermische Analyse bezeichnet man Untersuchungsmethoden zur Materialcharakterisierung, wobei die Probe einem kontrollierten Temperaturprogramm unterzogen wird. Dabei werden beispielsweise Dimensionsänderungen, Massenänderungen, kalorische Effekte, die spezifische Wärmekapazität oder entweichende Gase untersucht.

Die Proben können durch Restsauerstoff in einer ansonsten in dem Probenraum vorgesehenen Inertgasatmosphäre oxidieren, was die Ergebnisse verfälscht und daher unerwünscht ist. Daher stellt das Vorhandensein von Restsauerstoff in dem Inertgas, das auch als Spülgas bezeichnet und/oder eingesetzt wird, in der Apparatur für Messungen unter nomineller

Inertgas- Atmosphäre (z.B. Stickstoff, Argon oder Helium) ein Problem dar.

Restsauerstoff in einer Apparatur wird üblicherweise dadurch minimiert, dass die typischerweise vakuumdichte Apparatur evakuiert und anschließend mit Inertgas hoher Reinheit gefüllt und gespült wird. Somit hängt die Restsauerstoffkonzentration von der

Vakuumdichtheit der Apparatur, der Vakuumdichtheit der Gaszuleitungen und der Reinheit des vorhandenen Inertgases ab. Eine Reinigung des Spülgases vor dem Eintritt in die Apparatur ist nur unzureichend wegen der endlichen Leckrate der Apparatur selbst und der Desorption von Restsauerstoff von den Wänden der Apparatur.

Entsprechend sind Vorrichtungen und Verfahren zum Entfernen von Restsauerstoff aus einem Inertgas gemäß den Publikationen DE 2 340 102 A, DE 698 30 247 T2, DE 36 21 014 C2 und DE 689 10 638 T2 zwar geeignet, den Restsauerstoff gehalt eines Inertgases grundsätzlich zu verringern, jedoch wird die Reinheit des Inertgases hinsichtlich Restsauerstoff jeweils vor der Anwendung des Inertgases durch dessen weiteren Weg in jeweiligen Apparaturen wieder verschlechtert. Die ist unter Umständen bei bestimmten Produktionsprozessen und Produktionsumgebungen, wie sie bei den vorgenannten Publikationen beispielhaft als Anwendungen für das Inertgas herangezogen werden, hinzunehmen, aber für Mess- und Analyseeinrichtungen und -verfahren, wie insbesondere Thermoanalysevorrichtungen und - verfahren, werden damit keine befriedigenden Ergebnisse erzielt.

Daher ist es das Ziel der Erfindung, die Restsauerstoffbelastung bei Messungen mit

Thermoanalysevorrichtungen und -verfahren zu verringern und damit zu verbessern.

Dieses Ziel wird mit einer Thermoanalysevorrichtung nach dem Anspruch 1, sowie Thermoanalyseverfahren nach dem Anspruch 21 erreicht.

Damit schafft die Erfindung eine Thermoanalysevorrichtung, mit einem Probenraum, in dem ein Probenträger und Heizeinrichtungen sowie ein Inertgas enthalten sind, wobei ferner Strömungseinrichtungen für das Inertgas zur Erzeugung einer Inertgasströmung zu dem Probenträger hin und Getter-Einrichtungen (Sauerstofffalleneinrichtung) zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas enthalten sind, welche Getter-Einrichtungen in der

Inertgasströmung in Strömungsrichtung vor dem Probenträger in dessen Nähe angeordnet sind.

Durch die Getter-Einrichtungen wird in vorteilhafter und erfindungsgemäßer Weise eine weitergehende in situ Reduzierung der Restsauerstoffkonzentration in der

Thermoanalysevorrichtung am Ort der Probe erreicht.

Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass die Getter-Einrichtungen in der Inertgasströmung in Strömungsrichtung vor dem Probenträger von ihm beabstandet angeordnet sind.

Es ist ferner bevorzugt, wenn die Strömungseinrichtungen für das Inertgas eine Inertgaszufuhr zu dem Probenraum enthalten.

Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die Getter-Einrichtungen einen Getter-Träger und ein daran oder darauf angeordnetes, insbesondere metallisches

Getter-Material enthalten, wobei insbesondere ferner vorgesehen sein kann, dass der Getter- Träger und/oder das Getter-Material in der Strömungsrichtung des Inertgases dem Probenträger vorgeschaltet und zumindest annähernd axial mit letzterem ausgerichtet angeordnet sind/ist. Alternativ oder zusätzlich kann mit Vorzug vorgesehen sein, - dass das Getter-Material temperaturbeständig ist, dass das Getter-Material Zirkonium enthält, dass die Heizeinrichtungen ausgelegt, wie insbesondere ausgebildet, geformt und/oder angeordnet sind, das Getter-Material auf eine Temperatur von 400 0 C oder mehr zu heizen, dass der Getter-Träger zumindest im wesentlichen aus einem keramischen Material besteht, wobei das keramische insbesondere Y 2 O 3 enthält, dass der Getter-Träger zumindest im wesentlichen aus einem Material besteht, das nicht mit dem Getter-Material reagiert, und/oder dass der Getter-Träger ein Stab, ein Draht oder ein Ring ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Heizeinrichtungen eine

Heizzone bestimmen, in der der Probenträger samt einer ggf. darauf oder daran angeordneten Probe und zumindest teilweise die Getter-Einrichtungen, ggf. zumindest das Getter-Material, angeordnet sind.

Es kann ferner mit Vorzug vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtungen derart ausgelegt und angeordnet sind, dass sie gleichzeitig eine auf dem Probenträger anordenbare Probe und zumindest teilweise die Getter-Einrichtungen, ggf. zumindest das Getter-Material, heizen.

Gemäß noch einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtungen zum Heizen einer auf dem Probenträger anordenbaren Probe wenigstens ein bezüglich einer Probe auf oder an dem Probenträger seitlich vom letzterem beabstandetes Heizelement enthalten, wobei insbesondere weiter vorgesehen sein kann, dass das Heizelement oder die Heizelemente den Probenträger seitlich zumindest teilweise umgibt bzw. umgeben.

Vorzugsweise sind die Strömungseinrichtungen ausgelegt und angeordnet, um eine zumindest im Wesentlichen vertikale Inertgasströmung zu erzeugen, und ist der Probenträger zumindest im wesentlichen oberhalb der Getter-Einrichtungen angeordnet, so dass die Inertgasströmung an dem Probenträger sowie an einer auf dem Probenträger anordenbaren Probe seitlich vorbei strömt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Strömungseinrichtungen ausgelegt und angeordnet sind, um eine zumindest im wesentlichen horizontale Inertgasströmung zu erzeugen, und dass der Probenträger zumindest im wesentlichen seitlich der Getter- Einrichtungen angeordnet ist, so dass die Inertgasströmung zumindest über den Probenträger sowie eine auf dem Probenträger anordenbare Probe strömt.

Das Inertgas enthält bevorzugt Argon, insbesondere der Reinheit 99,996, Stickstoff und/oder Helium. Weiterhin kann mit Vorzug vorgesehen sein, dass der Probenträger ausgelegt ist, einen Tiegel zur Aufnahme einer zu untersuchenden Probe zu tragen.

Bevorzugt enthalten die Sauerstofffalleneinrichtungen Getter-Einrichtungen.

Weiterhin gelten mit Vorzug die vorher geschilderten Ausgestaltungen insbesondere der Getter-Einrichtungen, aber auch der Thermoanalysevorrichtung im übrigen.

Die Erfindung schafft schließlich auch ein Thermoanalyseverfahren, wobei in einem

Probenraum ein Probenträger und Heizeinrichtungen von Inertgas umgeben sind, und wobei das Inertgas veranlasst wird, als Inertgasströmung in dem Probenraum zuerst über oder vorbei an Getter-Einrichtungen zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas und dann zu dem Probenträger zu strömen, der in der Nähe der Getter-Einrichtungen angeordnet ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung davon besteht darin, dass die Inertgasströmung mit einer Inertgaszufuhr zu dem Probenraum erzeugt wird.

Es kann mit Vorzug ferner vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtungen eine Heizzone bestimmen, in der der Probenträger samt einer ggf. darauf oder daran angeordneten Probe und zumindest teilweise die Getter-Einrichtungen, ggf. zumindest das Getter-Material, angeordnet sind, so dass die Heizeinrichtungen gleichzeitig eine auf dem Probenträger anordenbare Probe und zumindest teilweise die Getter-Einrichtungen oder ein in diesen enthaltenes Getter- Material heizen.

Eine andere vorzugsweise Ausgestaltung des Thermoanalyseverfahrens besteht darin, dass eine zumindest im wesentlichen vertikale Inertgasströmung erzeugt wird, die zuerst an den Getter-Einrichtungen vorbei und dann zu dem zumindest im wesentlichen darüber angeordneten Probenträger strömt, so dass die Inertgasströmung an dem Probenträger sowie an einer auf dem Probenträger anordenbaren Probe seitlich vorbei strömt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine zumindest im wesentlichen horizontale Inertgasströmung erzeugt wird, die zuerst an den Getter-Einrichtungen vorbei und dann zu dem zumindest im wesentlichen seitlich davon angeordneten Probenträger strömt, so dass die Inertgasströmung zumindest über den Probenträger sowie eine auf dem Probenträger anordenbare Probe strömt. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Thermoanalysevorrichtung aus mehreren Heizeinrichtungen besteht, mit denen die Getter-Einrichtung und die Probe unabhängig voneinander beheizbar sind.

In einer zusätzlichen Ausgestaltungsform wird die Thermoanalysevorrichtung betrieben, ohne dass diese vorab evakuiert wird. Bei dieser Ausführungsform wird der Probenraum lediglich mit einer Inertgasströmung beaufschlagt, welche die Getter-Einrichtung und später die Probe umspült.

Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den

Ansprüchen und deren Kombinationen sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der

Fig. 1 in einer Schemadarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer

Thermoanalysevorrichtung zeigt,

Fig. 2 in einer Schemadarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer

Thermoanalysevorrichtung zeigt, und

Fig. 3 Messdiagramme zur Verdeutlichung der Auswirkung des Einsatzes einer erfindungsgemäßen Thermoanalysevorrichtung zeigt.

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden

Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.

In den Fig. 1 und 2 sind schematisch ein erstes bzw. ein zweites Ausführungsbeispiel einer Thermoanalysevorrichtung 1 gezeigt. Diese Thermoanalysevorrichtung 1 enthält einen Probenraum 2, in dem ein Probenträger 3 und Heizeinrichtungen 4 sowie ein Inertgas 5 enthalten sind. Weiter sind Strömungseinrichtungen 6 für das Inertgas 5 zur Erzeugung einer Inertgasströmung 7 zu dem Probenträger 3 hin und Sauerstofffalleneinrichtungen 8 zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas 5 enthalten. Die Strömungseinrichtungen 6 enthalten eine Inertgaszufuhr 9 zu dem Probenraum 2, der ferner auch einen Inertgasauslass 10 aufweist, so dass das Inertgas 5 von der Inertgaszufuhr 9 zu dem Inertgasauslass 10 durch den Probenraum 2 und darin wiederum von den Sauerstofffalleneinrichtungen 8 zu dem Probenträger 3 strömt.

Bei dem Inertgas 5 handelt es sich z.B. um Argon, insbesondere der Reinheit 99,996, wobei aber auch Gase, wie beispielsweise Stickstoff oder Helium oder Gasgemische zum Einsatz kommen können.

Die Sauerstofffalleneinrichtungen 8 enthalten Getter-Einrichtungen 11 zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas 5 und sind in der Inertgasströmung 7 in Strömungsrichtung vor dem Probenträger 3 in dessen Nähe, aber davon beabstandet angeordnet. Aufbau, Funktion und Wirkung von Getter-Einrichtungen sind aus dem Stand der Technik, wie insbesondere aus den eingangs angegebenen Publikationen grundsätzlich bekannt, und darauf wird hier ausdrücklich Bezug genommen, so dass sämtliche vorbekannten Ausgestaltungen der Getter-Einrichtungen 11 und insbesondere die in der DE 2 340 102 A, DE 698 30 247 T2,

DE 36 21 014 C2 und DE 689 10 638 T2 offenbarten Merkmale durch diese bloße Wiederholung vermeidende Bezugnahme in die vorliegenden Unterlagen vollumfänglich aufgenommen sind.

Die Getter-Einrichtungen 11 enthalten einen Getter-Träger 12 und ein daran oder darauf angeordnetes Getter-Material 13, das insbesondere Metalle enthält. Der Getter-Träger 12 und/oder das vorzugsweise metallische Getter-Material 13 sind/ist in der Strömungsrichtung des Inertgases 5 oder der Inertgasströmung 7 dem Probenträger 3 vorgeschaltet und zumindest annähernd axial mit letzterem ausgerichtet angeordnet. Die Heizeinrichtungen 4 sind ausgelegt, wie insbesondere ausgebildet, geformt und/oder angeordnet, um das Getter-

Material 13 auf eine hinreichend hohe Temperatur (etwa oberhalb 400 °C) zu heizen. Dieser Temperaturwert stellt aber nur eine Angabe im Rahmen des Ausführungsbeispiels dar; verwendbare Getter-Einrichtungen 11 und Getter-Materialien 13 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht auf solche beschränkt, die erst ab Temperaturen von 400 0 C und mehr arbeiten oder wirken, sondern es können auch solche Getter-Einrichtungen 11 und

Getter-Materialien 13 zum Einsatz kommen, die unterhalb von 400 0 C arbeiten oder wirken. Das Getter-Material 13 ist temperaturbeständig und enthält Zirkonium. Der Getter-Träger 12 besteht aus einem keramischen Material, insbesondere Y 2 O 3 , und das Material, aus dem der Getter-Träger 12 besteht, reagiert nicht mit dem Getter-Material 13. Hinsichtlich der Gestaltung kann der Getter-Träger 12 ein Stab, ein Draht oder ein Ring sein.

Die Heizeinrichtungen 4 bestimmen eine Heizzone 14, in der der Probenträger 3 samt einer darauf (siehe Fig. 1) oder daran (siehe Fig. 2) angeordneten Probe 15 in einem Tiegel 16 und die Getter-Einrichtungen 11 oder allgemein die Sauerstofffalleneinrichtungen 8 angeordnet sind. Die Getter-Einrichtungen 11 der Sauerstofffalleneinrichtungen 8 sind deshalb in Strömungsrichtung der sind/ist in der Strömungsrichtung des Inertgases 5 oder der Inertgasströmung 7 von dem Probenträger 3 beabstandet angeordnet, um Reaktionen zwischen der Probe 15 und dem Getter-Material 13 zu vermeiden.

Weiterhin sind die Heizeinrichtungen 4 derart ausgelegt und angeordnet, dass sie gleichzeitig die auf dem Probenträger 3 anordenbare Probe 15 und die Getter-Einrichtungen 11 oder zumindest deren insbesondere metallisches Getter-Material 13 heizen. Dazu enthalten die

Heizeinrichtungen 4 bezüglich der Probe 15 auf oder an dem Probenträger 3 seitlich vom letzterem beabstandete Heizelemente 17, die so geformt und angeordnet sind, dass sie den Probenträger 3 seitlich zumindest teilweise umgeben.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 ist die Thermoanalysevorrichtung 1 derart angeordnet und gestaltet, dass die Strömungseinrichtungen 6 durch Anordnung von Inertgaszufuhr 9 und Inertgasauslass 10 eine vertikale Inertgasströmung 7 von unten nach oben erzeugen, wobei dann eben der Probenträger 3 oberhalb der Getter-Einrichtungen 11 angeordnet ist, so dass die Inertgasströmung 7 an dem Probenträger 3 sowie an der auf dem Probenträger 3 angeordneten Probe 15 seitlich vorbei strömt.

Im Unterschied dazu, und dies ist der einzige Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, ist eben bei der Thermoanalysevorrichtung 1 gemäß dem in der Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Strömungseinrichtungen 6 durch Anordnung von Inertgaszufuhr 9 und Inertgasauslass 10 ausgelegt und angeordnet sind, um eine horizontale Inertgasströmung 7 zu erzeugen, und dass der Probenträger 3 seitlich der Getter-Einrichtungen 11 angeordnet ist, so dass die Inertgasströmung 7 zumindest über den Probenträger sowie eine auf dem Probenträger anordenbare Probe strömt.

Verfahrensmäßig wird also in dem Probenraum 2, der den Probenträger 3 und die Heizeinrichtungen 4 enthält, die entsprechend von Inertgas 5 umgeben sind, das Inertgas 5 veranlasst, als Inertgasströmung 7 in dem Probenraum 2 zuerst über oder vorbei an den Getter-Einrichtungen 11 zur Entfernung von Restsauerstoff aus dem Inertgas 5 und dann zu dem Probenträger 3 zu strömen, der zwar beabstandet von den, aber in der Nähe der Getter- Einrichtungen 11 angeordnet ist.

Von hoher Bedeutung ist in den Fig. 1 und 2 die Flussrichtung des Inertgases, d.h. die Inertgasströmung 7, durch die Restsauerstoff in dem Inertgas 5 zuerst zum Metalle enthaltenden Getter-Material 13 gelangt, von diesem aufgenommen wird und dadurch nicht an den Ort der Probe 15 gelangt. Die Wahl der vertikalen oder horizontalen Anordnung kann durch weitere Anforderungen an die Apparatur und/oder die Messungen getroffen werden.

Die Wirkungsweise der Thermoanalysevorrichtung 1 und des damit durchgeführten Thermoanalyseverfahrens sowie insbesondere der erfindungsgemäß in der Inertgasströmung 7 vor der Probe 15 und deren Probenhalter 3 angeordneten Sauerstofffalleneinrichtungen 8 oder Getter-Einrichtungen 11 wird exemplarisch anhand der in der Fig. 3 gezeigten, an Nickel gewonnenen, TG-DSC-Messkurven deutlich. Es wurden zwei Nickelproben gemessen, und zwar eine Nickelprobe mit der Thermoanalysevorrichtung 1 und des damit durchgeführten Thermoanalyseverfahrens sowie insbesondere der erfindungsgemäß in der Inertgasströmung 7 vor der Probe 15 und deren Probenhalter 3 angeordneten Sauerstofffalleneinrichtungen 8 oder Getter-Einrichtungen 11 mit dem durch die durchgezogene Linie dargestellten Ergebnis, und eine Nickelprobe ohne die in der Inertgasströmung 7 vor der Probe 15 und deren Probenhalter 3 angeordneten Sauerstofffalleneinrichtungen 8 oder Getter-Einrichtungen 11.

TG bezeichnet Thermogravimentrie, also die Bestimmung von Massenänderungen, und DSC bezeichnet Differencial Scanning Calorimetry, wobei kalorische Effekte, wie z.B. Schmelzen, untersucht werden können. Beide Messungen wurden mit Argon-Spülgas der Reinheit 99,996 durchgeführt. Der aus der Literatur bekannte Schmelzpunkt (T me ] t ) des Nickels von 1455 0 C dient in Thermoanalyse-Geräten häufig zur Thermometrie bei hohen Temperaturen.

Allerdings ist Nickel sehr oxidationsempfindlich, wodurch sich der Schmelzpunkt auf Undefinierte Weise erniedrigt und somit nicht mehr zur Thermometrie herangezogen werden sollte.

Die Messung mit der Thermoanalysevorrichtung 1 und dem damit durchgeführten Thermoanalyseverfahren sowie insbesondere den erfindungsgemäß in der Inertgasströmung 7 vor der Probe 15 und deren Probenhalter 3 angeordneten Sauerstofffalleneinrichtungen 8 oder

Getter-Einrichtungen 11 liefert diesbezüglich korrekte Resultate, wie die mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Messkurve zeigt: Die Probe 15 oxidiert nicht merklich, was an der horizontal verlaufenden TG-Kurve zu erkennen ist; es erfolgt keine Gewichtsänderung. Der so genannte DSC-Schmelzpeak des Nickels findet bei 1454,9 0 C, also annähernd dem Literaturwert von 1455 °C statt, die detektierte Schmelzenthalpie delta H beträgt 299,8 J/g, also ungefähr 300,0 J/g.

Während der Messung ohne die der erfindungsgemäß in der Inertgasströmung 7 vor der Probe 15 und deren Probenhalter 3 angeordneten Sauerstofffalleneinrichtungen 8 oder Getter- Einrichtungen 11 oxidiert die Probe 15, was an der deutlich ansteigenden TG-Kurve gemäß der gestrichelt dargestellten Messkurve zu erkennen ist (Gewichtszunahme). Der DSC- Schmelzpeak findet aufgrund der Oxidation bereits bei 1443 °C, also 12 °C unterhalb des

Literaturwertes. Auch die gemessene Schmelzenthalpie von 275 J/g fällt geringer aus als der Literaturwert von 300 J/g.

Die Thermoanalysevorrichtung 1 und das damit durchgeführten Thermoanalyseverfahrens sowie insbesondere die erfindungsgemäß in der Inertgasströmung 7 vor der Probe 15 und deren Probenhalter 3 angeordneten Sauerstofffalleneinrichtungen 8 oder Getter-Einrichtungen 11 ermöglicht eine in situ Reduzierung der Restsauerstoffkonzentration bei Thermoanalysemessungen (TGA, DSC, STA, DIL etc.), und ist derart gestaltet, dass ein insbesondere temperaturbeständiges Getter-Material 13 in den Mess- oder Probenraum 2 der Thermoanalysevorrichtung 1 eingebracht ist. In jeweils erforderlicher Weise wird das Getter-

Material 13 durch die Heizelemente 17 auf eine hinreichend hohe Temperatur gebracht wird, um wirken zu können. Der Restsauerstoff in dem Inertgas 5 in dem Probenraum 2 wird vom Getter-Material 13 aufgenommen, und dadurch wird eine Oxidation der Probe 15 wirksam verhindert. Dazu ist das Getter-Material 13 derart im Thermoanalyse-Gerät positioniert, dass das Inertgas 5 zuerst am Getter-Material 13 und dann an der Probe 15 vorbeiströmt. Das

Getter-Material 13 hat keine Berührung zu Tiegel 16 und Probe 15. Der temperaturbeständiger Getter-Trager 12 positioniert das- Getter-Material 13 entsprechend im Probenraum 2 der Thermoanalysevorrichtung 1. Der Getter-Träger 12 besteht aus einem Material, wie z.B. einer Y 2 O 3 -Keramik, welches nicht mit dem Getter-Material 13 reagiert.

Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele kombinierbar. Bezugszeichenliste

1 Thermoanalysevorπchtung

2 Probenraum

3 Probenträger

4 Heizeinrichtungen

5 Inertgas

6 Strömungseinrichtungen

7 Inertgasströmung

8 S auerstofff alleneinrichtungen

9 Inertgaszufuhr

10 Inertgasauslass

11 Getter-Einrichtungen

12 Getter-Träger

13 Getter-Material

14 Heizzone

15 Probe

16 Tiegel

17 Heizelemente