Wie verhalten sich Materialien bei Kontakt mit Wasserstoff?
Wasserstoff gilt als eine Schlüsselkomponente, auch für eine emissionsfreie Luft- und Raumfahrt. Die Wahl der Materialien, die diesen neuen Anforderungen gerecht werden, steht im Fokus der Forschung am Faserinstitut Bremen. Hier setzt man bei den Prüfungen auf die Technologie von ZwickRoell.
Das Faserinstitut Bremen nutzt Prüflösungen von ZwickRoell, um zu erforschen, wie sich Luft- und Raumfahrtmaterialien in Kontakt mit Wasserstoff bei Tiefsttemperaturen bis 20 K (minus 253 Grad Celsius) verhalten.
In diesem kryogenen Umfeld wird Wasserstoff flüssig und ist einfacher zu handhaben, stellt aber hohe Ansprüche an die eingesetzten Materialien. Darüber hinaus müssen die Werkstoffe den hohen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen der Luft- und Raumfahrtbranche entsprechen, leicht und widerstandsfähig sein sowie extremen Temperaturschwankungen standhalten können.
Charakterisierung des ermüdungs- und bruchmechanischen Verhaltens
Die Charakterisierung der Materialien erfolgt durch statische Zug-, Druck- oder Scherbelastungsprüfungen bei Tiefsttemperaturen bis 20 K. Auf diese Weise lässt sich ihr ermüdungs- und bruchmechanisches Verhalten unter extremen Bedingungen bestimmen.
ZwickRoell bietet dafür standardisierte, vielseitig einsetzbare Materialprüfmaschinen, die eine präzise Charakterisierung bei Tiefsttemperaturen ermöglichen und eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sicherstellen.
Präzision bis ins Detail
Die Anlagen sind mit einem speziellen Lastjoch ausgestattet, das den Probenhalter mit der eingespannten Probe in den Tiefsttemperaturbereich taucht und so eine maximale Temperaturkonstanz während der Tests gewährleistet. Optional können die Kryostate mit einem Sichtfenster ausgerüstet werden, um Dehnungen und Verformungen der Proben berührungslos mittels optischer Messtechnik des videoXtens zu überwachen. Die Prüfsoftware testXpert trägt zur Steuerung, Datenerfassung und -auswertung bei.
Die Prüfsysteme ermöglichen eine breite Palette von Versuchen an Faserverbundwerkstoffen, darunter Zug-, Druck- und Biegeversuche sowie die Bestimmung der Interlaminaren Scherfestigkeit (ILSS) und der kritischen interlaminaren Energiefreisetzungsraten G1c (unter Mode I Belastung) und G2c (unter Mode II Belastung).
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