Höchstleistungen bei thermischen Ausdehnungsmessungen bis 2000°C
DIL 402 C - Vakuumdichtes, horizontales Schubstangendilatometer
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Eisen
Die Abbildung zeigt die lineare thermische Ausdehnung und den physikalischen Ausdehnungskoeffizienten (physikalischer Alpha) von Eisen. Die Probe wurde mit einer Heizrate mit 5 K/min in Heliumatmosphäre gemessen. Bei 906°C (Peaktemperature im physikalischen Alpha) wurde eine Schwindung detektiert, die einer Änderung der Gitterstruktur (bcc-> fcc) zuzuordnen ist. Eine weitere Änderung in der Gitterstruktur (fcc -> bcc) wurde bei 1409°C gefunden. Die Abweichung zwischen den gemessenen und den Literatur-Übergangstemperaturen ist auf Verunreinigungen im Material zurückzuführen.
Grünkörper aus Aluminiumoxid
Ein Grünkörper aus Aluminiumoxid wurde im DIL 402 C mit der NETZSCH-Rate Controlled Sintering (RCS)-Software untersucht. Die Heizrate betrug 10 K/min. Der start/stop-Modus der RCS-Software (Schnellwert: 10 µm/min (0,064%/min)) wurde gewählt. Aufgrund der RCS-Kontrolle wurde die Heizrate während des Sinterns reduziert, um eine konstante, lineare Sinterrrate zu erhalten. Bis 1150°C wurde der Einfluss von Additiven (z.B. organische Bindemittel, Ton) gemessen. Die Hauptsinterstufe wurde zwischen 1150°C und 1350°C detektiert.
Glaskeramik - Zerodur
Zerodur ist eine Glaskeramik, hergestellt von Schott in Mainz. Das Material ist für die thermische Ausdehnung von Null im Bereich der Raumtemperatur ausgelegt und wird häufig in Hochleistungs-Teleskopen eingesetzt. Die Abbildung zeigt die lineare thermische Ausdehnung zwischen -150°C und 100°C. Die Probe wurde zweimal mit einer Heizrate von 3 K/min in Heliumatmosphäre untersucht. Die gemessenen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 0°C und 50°C stimmen sehr gut mit den Literaturwerten für dieses Material (Schott-Prospekt) überein.
Siliciumnitrid
Siliciumnitrid kommt immer öfter in High-Tech Applikationen (z.B. Ventile in Automotoren) zum Einsatz. Die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes sind stark abhängig vom Produktions-/Sinterprozess. In der Abbildung sind die thermische Ausdehnung und die Ausdehnungsrate eines Siliciumnitrid-Grünkörpers dargestellt. Die bei 1201°C einsetzende Sinterstufe ist dem Einfluss der Sinteradditive zuzuordnen. Die Hauptsinterstufe wurde bei 1424°C (extrapolierter Onset) beobachtet. Der oberhalb von 1760°C aufgetretene Effekt ist wahrscheinlich auf das Ausgasen von Additiven zurückzuführen.
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