Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Für Basteleien, Messgeräte und physikalische Experimente.

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Alexander470815
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von Alexander470815 »

Ja Wärmeleitung kann man damit gut unterbinden.
Wärmestrahlung wird dann aber das nächste Problem bei so geringen Leistungen.

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axonf
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Morgen, herzlichen Dank noch für eure Einschätzung. Ich kann das ganze erst mal in 60 mm PUR einpacken und noch das Peltierelement für Stufe zwei draufsetzen, dann wird es dich zeigen auf welchen Temperaturunterschied ich mit einem Element kommen kann. Die untere Temperatur auf dem Messgerät wird unter dem Kupferkühlklotz gemessen, so habe ich auf der warmseite des Peltierelement s etwas mehr an Temperatur, somit komme ich auch über 30 K an temperaturdifferenz. Viele Grüße von axonf.

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axonf
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und ne schöne gute Nacht, meine high end Wärmeleitpaste habe ich jetzt verbraten, die teuren 4 Gramm sind nun alle, werde mir jetzt was billigeres besorgen, ist dann auch nicht mehr so zäh und besser zu verarbeiten. Mit 2 Peltier s mit 12 Volt parallel in der ersten Stufe und zwei Peltier s mit 12 Volt in Reihe komme ich ungedämmt auch nur auf eine Temperaturdifferenz von ca 30 K. Poste noch ein Bildchen im Anschluss, viele Grüße und eine gute Nacht axonf.
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Death
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von Death »

Das Dösken hier hab ich schon ewig :hehe:

WLP35

Allerdings hat meine noch ein Warnzeichen für Gewässerschädigend, haben die wohl die Zusammensetzung geändert :gruebel:

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axonf
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Morgen, hallo Death vielen Dank noch für das Angebot, hatte mir aber schon welche bestellt, mit 3,17 W/m-k. Ich frage mich immer noch wo hier die Unterschiede liegen, mit der dicken Paste gibts einen vollständigen Kontakt, mit der billigen dünnen werden nur die Unebenheiten ausgeglichenen, kann auch gut sein dass es bei den Peltier s keinen großen Unterschied macht. Die mini Peltier s werde ich erst mal mit Wärmeleitkleber 2,0 W/m-k auf das Kupferblech kleben. Viele Grüße von axonf.
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McGaiver
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von McGaiver »

Hallo

Das Vakuum Sollte absolut gar nix bringen.
Ich sehe bei dir eher das Problem bei den Elementen.
Ich Habe vor Jahren mal mit einem Peltier gespielt was ich von Conrad bestellt hatte.
Temperaturdifferenzen um 50-60k war da kein Problem. Ich hatte das Element auf einem Guten CPU Wasserkühler und somit lag die "Warme Seite" sehr nah an der Kühlwassertemperatur (Brunnenwasser um 10 grad)
Du Solltest auch mal mit der Eingangsspannung Experimentieren. Ich hatte damals das Gefühl je Höher die Spannung desto geringer die Temperaturdifferenz.
Wo hast du deine Peltier her?

Und Zu der Wärmeleitpaste... Nimm das Billigste was du finden kannst. Es geht bei so Elementen um Leistungen um 100W pro 25cm²
Da brauchst kein Ultra gutes zeug oder Flüssigmetall um eine geringe Temperaturdifferenz zu erzeugen.
Wenn man das auf ein To220er Case umrechnet kommt man da auf ca. 4W
BRZRRZZRZRTRZRRZRZTRTRT.... xD was war das denn ^^

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axonf
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Morgen, hallo Mc Gaiver vielen herzlichen Dank für deine Einschätzung, das habe ich mir auch schon gedacht, das der maximal Zulässige Strom da eher kontraproduktiv ist, habe da ja ne eingebaute Heizung. Vielleicht sind da 50 bis 80 Prozent der maximalen Leistung optimal. Meine Peltier s sind no name aus der China Bucht, bei Quick cool gibts ja auch für entsprechendes Geld, Premium Doppelpack Peltier s, die packen fast ein delta T von 100 Grad Celsius
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VDX
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von VDX »

... wie wärs eigentlich mit einem Seebeck/Peltier-"Eigenbau"?

Für eine günstig selber herzustellende "TV"-Solarzelle ("Thermo-" statt "Photo-") hatte ich mir mal überlegt, dünne Eisen- und Konstantan-Drähte in etwa 10cm lange Stückchen zu schneiden und jeweils abwechseln zusammenzuschweißen, wobei eine "Zickzack-Seebeck-Kette" entsteht ... wenn man die "geraden" Enden (Eisen->Konstanten) und die "ungeraden" (Konstantan->Eisen) jeweils zusammenfaßt und ein Ende kühlt und das andere heizt (z.B. in einem Solar.Kollektor auf über 300°C), dann entstehen pro Verbindung zwar nur wenige Millivolt Spannung, aber einige Ampere an Strom! -- durch die serielle Verbindung über das "ZickZack" kann dann die Spannung aber gut auf z.B. die üblichen 12V angehoben werden.

Wenn nun der gleiche Aufbau mit Strom durchflossen wird, dürften die beiden "Enden" ja auch eine Temperatur-Separation machen ... und durch den Abstand der Enden von 10cm (oder mehr) kann das auch gut voneinander isoliert werden ...

Viktor
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Nachmittag, hallo VDX habe da auch mal eine Versuchsanordnung vorbereitet, Punktschweissen von 0,7 er Konstantandraht unter Argon mit dem Cap Bänkche. Über die Ladespannung kann man schön den Strom einstellen und bis die Caps leer sind, ist die Schweißnaht schön nachgeglüht. Ich werde es erst mal leicht überkreuzt versuchen. Übrigens habe gerade mal etwas an einem wirklich genauen Schneidlaser repariert, dem Coherent exact cut 430, eine wirklich genaue Maschine, da sitzen selbst die Führungen auf Granit. Viele Grüße von axonf.
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VDX
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von VDX »

Hi Axonf,

was genau heißt "genau"?

Bei meiner Servo-CNC-Anlage habe ich mit den Encodern etwa 2.5µm "Auflösung", also irgendwas um 3-5µm "reproduzierbare Genauigkeit" ... bei den Galvos und der 110x110mm-Optik dürfte die Positioniergenauigkeit auch bei 1-2µm liegen ...

Viktor
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Morgen, hallo VDX ich denke mal plus minus 0,001 ist doch schon sehr genau, kommt ja auch auf die maximalen Verfahrwege an, und was ich da alles bewegen muss. Beim Kunden haben die ne Fehlmann 5 Achs CNC, die macht morgens erst mal 10 min Fitness, danach kann sie so richtig genau arbeiten. Bei Alex CNC gibts eine schöne Anleitung für ne Homemade CNC auf zwei Betonklötze. Hat ja auch seinen Grund, wenn 3 D Messmaschinen auf einem Granit Portal stehen. Viele Grüße von axonf.
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VDX
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von VDX »

... ja, bei "benötigter Kraft" brauchts schon einen ausreichend steifen Rahmen und/oder eine Klimakammer drumrum.

Ansonsten geht auch deutlich besser als 0.001mm (bzw. 1µm) mit entsprechender Positionsmessung und -Regelung.

Hab' vor 20 Jahren einiges in Richtung Mikro-/Nano-Fertigung entwickelt und angewendet, wovon ich auch noch einiges im Keller rumliegen habe, was "auf bessere Zeiten wartet".

Meine "Ansprüche" gehen da eher in eine andere Richtung, als hochpräzise CNC-Fertigung in Meter-Dimensionen - hab' z.B. 3 Linear-Achsen aus Flexoprint-Laseranlagen mit 180mm Verfahrweg und 0.1µm Auflösung/Genauigkeit mit speziellen Induktivitäts-Sensoren mit Treibern als ebenfalls auf 0.1µm genaue Referenztaster.

Für noch höher auflösende "Nano-Positionierung" habe ich aber auch noch um die 8-10 Wanderwellen-Piezo-Antriebe mit 23mm Weg und im "Schritt-Modus" 150nm pro Schritt bzw. im "Klemm-Modus" Sub-Nanometer-Auflösung ... hatte ich für ein spezielles Projekt zusammen mit dem Hersteller aufgebaut/programmiert und baue mir damit bei Bedarf AFM's auf.

Neben der reinen Positionierung brauchts aber auch eine ausreichend genaue "Fertigungsmethodik" - hier hatten wir mit der GSI in Darmstadt mit Teilchen-Beschuß, Chemie und Galvanik z.B. Nano-Nailheads hergestellt, für die ich dann das Handling entwickelt und aufgebaut hatte.

Aktuell bin ich an einem "Beschichtungs"-Projekt dran, in dem ich "SNB" (=Selektive-Nano-Beschichtung) mache - hierbei kann ich beliebige Materialien in Schichtstärken von einigen Nanometern bis etwa 0.2mm mit einer "Punkt-Größe" von aktuell 30µm (mit Optimierung/Modifikation runter bis zu etwa 500nm Durchmesser) auftragen ... wenn ich z.B. ein paar 100 bis 1000 Schichten auf diese Art auftrage, bin ich im Bereich "Nano-3D-Druck" mit Materialien von Kunststoff, Glas, Keramik bis Metall ... auch mit beliebiger "Durchmischung" pro Schicht - also z.B. für den Aufbau von komplexen Strukturen aus z.B. Kunststoff fürs Gehäuse mit einem inneren Aufbau aus Keramik mit Metall-Leiterbahnen oder mechanischen Elementen durchzogen.

Mit einem anderen Verfahren hatten wir sowas schon um 2005 herum gemacht - aktuell bin ich aber deutlich weiter und auch die "Materialauswahl" ist deutlich vielseitiger ;)

Hier z.B. eins der "alten" Mikro-3D-Druck-Elemente aus 6 Keramik-Schichten mit Gold-Leiterbahnen innerhalb der Schichten und Vernetzung untereinander, wo aber nur die äußeren Kontakt-Pads zu sehen sind - die Dräthte obendrauf sind ein 10µm dicker Platin-Draht in der Mitte (als Heizer) und als "Sensoren" zwei 1µm dicke Platin-Drähtchen links und rechts parallel dazu mit knapp 250µm Abstand (sind freigeätzte "Wollaston-Drähte", da Platin direkt nicht in der Dicke zu fertigen und handzuhaben ist) - der untere 1µm Draht ist schon gebrochen und hängt zur Seite (ist halt ein altes Messe-Muster mit leichten Beschädigungen) - das Teil ist 0.8mm breit und 0.6mm hoch ... die "Wellen" in den Drähten sind vom 3D-Höhen-Meßsystem, was die 1µm-Drähte gar nicht und den 10µm-Draht nur teilweise erfassen kann - die sind in Echt über den Kanal gespannt und mit Silber-Leitkleber (diese grauen "Kuh-Fladen") leitfähig aufgeklebt:
EM-WLD-Sensor - 3D.png
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Abend, hallo VDX es ist sehr interessant an welchen Projekten du so beruflich und als Bastler so gearbeitet hast, da brauch ich erst mal nen gutem Kaffee dann werde ich den obigen Post nochmals durcharbeiten :awesome: . Wir in good old Europe sind ja Weltmarktführer was Lithographie Maschinen angeht, da ist ja ASML mit dem Twinscan NXE 3600D absolute Spitzenklasse, und Zeiss macht die Optik dazu. Nach der Formel der Rayleigh epuation sind derzeit physikalische Auflösungen von 6,13 nm möglich, das ist ja schon wirklich sehr klein. Das ist ja schon paradox, das die Lithographie eines der ältesten und zugleich eines der modernsten Bildgebenden Verfahren ist. Wollte ja auch mal mit einer Plasma Flame Tesla Coil ne Stuktur auf ein Wafer Stück bringen, das Resit kann man ja einfach mit einem dij Spincoater aufbringen, wenn man dann noch ne Maske hat, dürfte das Belichten mit UV kein Problem sein, fürs backen und zum oxidieren habe ich ja auch ein schönes Öfchen. Was so Positionsantriebe, CNC 3D Druck angeht bin ich immer noch up to date, werde aber von den Elekrikern beim Kunden gerne gebucht, wenn sie mal wieder nicht den Schrittmotor mit Encoder aus der Anlage herausholen können, die verflixte Taper Look Kupplung! Viele Grüße von axonf.

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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Montag, hallo Norbi habe es mal mit etwas Styrodur 30 mm probiert, ist schon etwas besser aber über die minus 30 Grad Celsius komme nicht . Die Peltier s parallel und in Reihe schalten bringt auch sehr wenig, habe jetzt einfach nur zwei übereinander genommen, das untere mit 12 Volt , das obere mit 3,8 Volt. Warte ja immer noch auf den Wärmeleitkleber, da könnte ich noch zwei von den mini Peltiers mit 2,8 Watt draufsetzen. Die Dämmung ist ja auch nicht so optimal, Riffel auf der Oberseite, vielleicht sollte man das ganze doch im Vakuum platzieren, und vielleicht Peltiers nehmen die dafür geeignet sind. Viele Grüße von axonf.
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Re: Kryogene Temperaturen mit dem Peltierelement

Beitrag von axonf »

Hallo und einen noch schönen Abend, das PC Netzteil funktioniert bestens, nur über ein Delta t von 45 Grad Celsius komme ich nicht, habe mal noch andere Peltiers bestellt . Für die minis habe ich noch einen kleinen DC DC Wandler für die 0,8 Volt. Alternativ kann man das PC Netzteil auch gut für einen LIPO Lader mit ordentlich Leistung gebrauchen. Eine gute Nacht wünscht der axonf.
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