Tavenie kovu parabolickým letom

Bezkontaktné merania pri beztiažovom stave
Tavenie kovu parabolickým letom

báze niklu

Moderné zliatiny liateho kovu predstavujú technologicky vysoko vyvinuté výrobky z niekoľkých hľadísk - s ohľadom na výber zloženia, výrobný proces a výslednú štruktúru materiálu. To platí napríklad pre superzliatiny na báze niklu, ktoré sa používajú ako vysokoteplotné materiály na stavbu leteckých turbín a pozemných turbín. sa používa na výrobu energie. Zahrnuté sú tiež zliatiny titánu, ktoré majú atraktívne oblasti použitia v lekárskych implantátoch alebo pre svoju nízku hmotnosť tiež ako materiály turbín, ako aj rôzne zliatiny pre spaľovacie motory. Centrálnym cieľom vývoja týchto materiálov je optimalizácia tepelnej a mechanickej únosnosti so súčasným znížením hmotnosti. Výsledkom zvýšenia účinnosti spojenej s optimalizáciou materiálu sú motory a turbíny v znížení potreby primárnych zdrojov energie.

Procesy navrhovania a odlievania materiálov sa čoraz viac optimalizujú pomocou numerickej simulácie pomocou počítača. Medzitým táto metodika dosiahla veľmi vysokú úroveň vedeckej kvality. Napríklad simulácia procesu odlievania bloku motora cez výslednú štruktúru a jej mechanické vlastnosti je súčasťou amerického superpočítačového programu. Výhody sú rozmanité a ovplyvňujú všetky fázy výrobného procesu vrátane výsledných materiálových vlastností konečného produktu. Aby však bolo možné využiť výhody výpočtovej simulácie, je potrebná znalosť materiálových vlastností kvapalnej fázy relevantných pre tieto procesy.

Kvôli vysokej chemickej reaktivite tekutých kovov je však veľmi ťažké merať tieto vlastnosti, ako je viskozita a povrchové napätie alebo špecifická tepelná a tepelná vodivosť, pomocou bežných metód, pri ktorých je tavenina v tégliku. Metóda bezkontaktného merania na voľne sa pohybujúcich vzorkách, ktoré sú elektromagneticky zavesené - podobne ako v prípade magnetickej levitácie - poskytuje prístup, vďaka čomu je možné zabrániť kontaminácii vzorky, ktorá ovplyvňuje výsledky. Tu sa začínajú experimenty, ktoré uskutočnil prof. Dr. Hans-Jörg Fecht, vedúci Katedry materiálov pre elektrotechniku ​​na Ulmskej univerzite, a Dr. Rainer K. Wunderlich v rámci projektu ThermoLab. ThermoLab je európsky projekt so zúčastnenými skupinami zo štyroch krajín. Vykonáva sa v spolupráci so skupinou priemyselných používateľov.

Počas posledného parabolického letu v septembri 2004 boli zmerané dve rôzne ocele, zliatina medi a niekoľko generických zliatin niklu a hliníka. Ocele sa skúmajú v spolupráci so spoločnosťami CORUS Research Development & Technology (Holandsko) a SANDVIK Materials Technology (Švédsko), zliatina medi vo Wielande pracuje v Ulme. Merania na zliatinách niklu a hliníka majú rôzne aspekty. Na jednej strane majú intermetalické zliatiny niklu a hliníka rastúci technologický záujem, napríklad pri výrobe katalyzátorov. Na druhej strane nikel-hliník tvorí základnú zložku zložitejších superzliatin na báze niklu. Vedci očakávajú, že výsledky meraní povrchového napätia a viskozity v nikel-hliníku závislých od koncentrácie sprístupnia celú triedu superzliatin na báze niklu spoľahlivému termodynamickému modelovaniu, ktoré potom môžu použiť priemyselní používatelia.

Parabolické letové experimenty uskutočnené v septembri 2004 boli súčasťou série experimentov, ktoré sa začali už v roku 2001 meraniami na zliatinách titánu a zirkónu. Lety uskutočnilo Nemecké letecké a kozmické stredisko (DLR) a podporila ich Európska vesmírna agentúra (ESA).

Kontakt: Dr. Rainer Wunderlich, tel. 0731-50-26457

Kritériá tejto tlačovej správy:
Vedy o materiáloch
nadregionálny, národný
Výsledky výskumu
Nemecky