Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, Bayreuth
Die Messung von Materialeigenschaften bei hohen Temperaturen erfordert eine exakte Kontrolle der Probentemperatur. Messvolumina müssen hinreichend groß sein, um repräsentative Materialeigenschaften zu liefern, sollen andererseits aber auch nicht größer als notwendig sein, um kurze Aufheiz- und Abkühlzyklen zu ermöglichen. Für viele Messaufgaben – insbesondere für homogene Materialien – sind bereits kommerzielle Lösungen verfügbar, die am HTL für die Hochtemperatur-Charakterisierung eingesetzt werden. Darüber hinaus nutzt das HTL eigens entwickelte ThermoOptische Messanlagen (TOM), um präzise Hochtemperaturdaten auch für heterogene Werkstoffe bzw. sonst nicht zugängliche Materialeigenschaften und Temperaturbereiche zu erhalten.
Folgende thermische, mechanische, elektrische, optische und chemische Materialeigenschaften können bei hohen Temperaturen gemessen werden:
- Temperatur-/ Wärmeleitfähigkeit
- Wärmekapazität
- Hemisphärische und gerichtete Emissivität
- Wärmeausdehnungskoeffizienten
- Thermoschockverhalten
- Temperaturwechselbeständigkeit
- Hochtemperaturfestigkeit
- Kriechverhalten
- Korrosionsbeständigkeit
- Benetzungsverhalten
- Impedanzeigenschaften
Für die Messung des thermischen und thermomechanischen Materialverhaltens bei Probenvolumina zwischen 10 und 100 ccm wurde die Anlage TOM_wave entwickelt. Das mechanische Hochtemperaturverhalten wird mit der Anlage TOM_mech sowie kommerziellen Prüfanlagen untersucht. Die Anlagen TOM_imp und TOM_ac stehen für die Analyse der Impedanz- und Benetzungseigenschaften zur Verfügung. Herkömmliche thermische Analysen werden mit kommerziellen Anlagen zur Differenz-Thermoanalyse, Thermogravimetrie (gekoppelt mit Massenspektrometrie), Laser-Flash-Analyse und Schubstangendilatometrie durchgeführt.