Fémolvadás parabolikus repülés közben
Érintés nélküli mérések súlytalanság alatt
Fémolvadás parabolikus repülés közben
A modern öntött fémötvözetek több szempontból is technológiai szempontból fejlett termékeket képviselnek - a kompozíciók megválasztása, a gyártási folyamat és az ebből adódó anyagszerkezet tekintetében. Ez vonatkozik például a nikkel alapú szuperötvözetekre, amelyeket repülőgép-turbinák és szárazföldi turbinák magas hőmérsékletű anyagaként használnak. energia előállítására használják. Titánötvözetek, amelyek vonzó alkalmazási területtel rendelkeznek az orvosi implantátumok számára, vagy alacsony turbinás tömegük miatt, valamint a belső égésű motorok ötvözeteinek sokfélesége. A termikus és mechanikai terhelhetőség optimalizálása egyidejű súlycsökkentéssel ezen anyagfejlesztések központi célja. Az anyagoptimalizáláshoz kapcsolódó hatékonyságnövekedés a motorok és turbinák primer energiaforrások iránti igényének csökkenését eredményezi.
Az anyagtervezési és öntési folyamatokat egyre inkább optimalizálják a numerikus szimuláció számítógéppel történő felhasználásával. Időközben ez a módszertan nagyon magas tudományos színvonalat ért el. Például egy motorblokk öntési folyamatának szimulálása a kapott szerkezetig és annak mechanikai tulajdonságaiig az amerikai szuperszámítógépes program része. Az előnyök sokfélék, és kihatnak a gyártási folyamat minden szakaszára, beleértve a végtermék eredő anyagjellemzőit is. Ahhoz azonban, hogy a számítási szimuláció előnyeit ki lehessen használni, ismerni kell a folyékony fázis anyagjellemzőit, amelyek ezekre a folyamatokra vonatkoznak.
A folyékony fémek nagy kémiai reakcióképessége miatt azonban nagyon nehéz ezeket a tulajdonságokat, például viszkozitást és felületi feszültséget, vagy fajlagos hő- és hővezető képességet mérni, hagyományos módszerekkel, ahol az olvadék egy tégelyben van. Az elektromágnesesen szuszpendált szabadon lebegő minták érintés nélküli mérésének módszere - hasonlóan a mágneses levitációs vonathoz - hozzáférést biztosít, így elkerülhető a minta szennyeződése, amely befolyásolja az eredményeket. Itt jönnek a kísérletek, hogy Prof. Dr. Hans-Jörg Fecht, az Ulmi Egyetem villamosmérnöki tanszékének vezetője és dr. Rainer K. Wunderlich a ThermoLab projekt részeként. A ThermoLab egy európai projekt, melyben négy ország résztvevő csoportjai vesznek részt. Ipari felhasználói csoporttal együttműködve valósul meg.
A legutóbbi, 2004. szeptemberi parabolikus repülés során két különböző acélt, egy rézötvözetet és számos általános nikkel-alumínium ötvözetet mértek. Az acélokat a CORUS Research Development & Technology (Hollandia) és a SANDVIK Materials Technology (Svédország) együttműködésével vizsgálják, a rézötvözet Wielanddal Ulmban működik. A nikkel-alumínium ötvözetek méréseinek különböző aspektusai vannak. Egyrészt az intermetallikus nikkel-alumínium ötvözetek növekvő technológiai jelentőséggel bírnak, például katalizátorok gyártása szempontjából. Másrészt a nikkel-alumínium a bonyolultabb nikkelalapú szuperötvözetek alapvető alkotóeleme. A tudósok elvárják a nikkel-alumínium felületi feszültségének és viszkozitásának koncentrációfüggő méréseinek eredményeit, hogy a nikkelalapú szuperötvözetek teljes osztálya hozzáférhetővé váljon megbízható termodinamikai modellezéshez, amelyet aztán az ipari felhasználók felhasználhatnak.
A 2004 szeptemberében elvégzett parabolikus repülési kísérletek a 2001-ben már megkezdett titán- és cirkóniumötvözet-mérések részei voltak. A járatokat a Német Repülési Központ (DLR) hajtotta végre, az Európai Űrügynökség (ESA) támogatásával.
Kapcsolat: Dr. Rainer Wunderlich, tel. 0731-50-26457
A sajtóközlemény kritériumai:
Anyagtudományok
transzregionális, nemzeti
Kutatási eredmények
német