Aktuelle Forschungsprojekte

Image Prüfverfahren zur dynamischen Alterung von Werkstoffen
Image Platz-integrierte Sekundärluft-Aufbereitung
Image Zertifizierbare Verbindungsarten in der Kryotechnik
Image Entwicklung von Handlungsempfehlungen für praxisgerechte Lüftungskonzepte und Entwicklung eines CO2-Berechnungstools
Image Prüfstand für Ventilatoren nach DIN EN ISO 5801
Image Industrie-4.0-Membran-Wärme-und-Stoffübertrager (i-MWÜ4.0)
Image Hybrid- Fluid für CO2-Sublimations-Kältekreislauf
Image Zustands- und Schadensanalysen
Image Entwicklung Prüfverfahren und Prüfstand für stationäre Einbau-Kältesätze
Image Mikrowärmeübertrager in der Kältetechnik
Image Luft-Wasser Wärmepumpen
Image Tieftemperatur-Materialprüfkammer
Image Innovatives Tieftemperaturkühlsystem zur Rekondensation / Verflüssigung von technischen Gasen bis 77 K
Image Kalibrierleck für die Wasserbad Dichtheitsprüfung
Image Lüftungsgerät mit akustischer Regelungsoption
Image Entwicklung und Erprobung des Einsatzes von Phasenwechselmaterialien an WEMS (Window Energy Management Systems)

Sie befinden sich hier:  Startseite /  Forschung und Entwicklung


In-Situ-Untersuchungen zum Quellverhalten von Polymerwerkstoffen unter erhöhten Drücken und Temperaturen

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

04/2021 - 09/2023

Dr.-Ing. Margrit Junk

+49-351-4081-5419

Werkstoffwissenschaften

Polymerwerkstoffe sind heute nicht nur im Alltag, sondern auch im technischen Einsatz nicht mehr wegzudenken. Neben den klassischen Konstruktionskunststoffen spielen im Bereich der Kältetechnik vor allem Elastomere in Form von Dichtungen eine Rolle. Die grundlegenden Werkstoffeigenschaften sowie eine gleichbleibende Qualität des Materials sind hier entscheidend für den störungsfreien Langzeitbetrieb der Anlagen und für die Vermeidung von Kältemittelverlusten.

Ein Indikator für ihre Medienbeständigkeit und somit ein wichtiger Parameter für den Einsatz der Werkstoffe ist das Quellverhalten der Polymere im Kontakt mit flüssigem bzw. gasförmigem Kältemittel (und mit Kältemaschinenöl). Bisher war eine Prüfung bzgl. der Veränderung der Polymere durch die Lagerung unter erhöhten Gasdrücken erst nach deren Entnahme aus dem Medium, also erst NACH der Dekompressionsphase, möglich. Für das in der Praxis relevante Verhalten der Materialien WÄHREND der Medienbelastung und Dekompression waren die Daten bisher nur bedingt aussagekräftig. Genau hier setzt das neue In-Situ-Messverfahren an.

Das Ziel des Forschungsprojektes besteht darin, eine geeignete Untersuchungsmethode zu entwickeln und aufzubauen, die es ermöglicht, den Quell- bzw. Schrumpfvorgang von Polymerwerkstoffen unter verfahrenstechnischen Zustandsbedingungen, also während der chemischen und mechanischen Belastung (p-T) in situ zu messen. Unter Verwendung eines Durchsichtautoklavens wird ein Messplatz aufgebaut, der für Untersuchungen im Temperaturbereich bis 80 °C und für Drücke bis 90 bar anwendbar ist. Es sollen zwei alternative optische Messverfahren zum Einsatz kommen und verglichen werden. Das erste besteht aus einem Kamerasystem, das das zeitabhängige Quellverhalten der Materialprobe aufzeichnet und misst. Als zweites soll ein High-Speed 2D Optisches Mikrometer zur Anwendung kommen.

Das Messverfahren soll eine zeit- und kostenersparende Evaluierung von Werkstoffen ermöglichen sowie Grundlagen für die Entwicklung verbesserter Dichtungsmaterialien liefern. Damit leistet dieses Forschungsprojekt einen signifikanten Beitrag zur Verbesserung der Produktnachhaltigkeit sowie zur Sicherheit von Kälteanlagen.

Das ILK ist das führende Institut für Methodenentwicklungen und Untersuchungen zum Werkstoffverhalten im Bereich der Kältetechnik. Mit der In-Situ-Methode werden die bisherigen Prüfverfahren im Bereich Werkstoffalterung und Bewertung um ein innovatives Messverfahren erweitert.


Ihre Anfrage zum Projekt

Weitere Projekte - Forschung und Entwicklung

Image

Pulse-Tube Kryokühler

für kryogene Hochleistungsanwendungen

Image

Pulse-Tube-Kühler mit Hermetikverdichterantrieb

mobil einsetzbar u.a. für die Wasserstofftechnologie

Image

Tieftemperaturtribologie

Tribologische Untersuchungen bei kryogenen Temperaturen

Image

Cl.Ai.Co - Clever Air Components

Entwicklung eines innovativen Systems für eine energieeffiziente Gebäudeklimatisierung

Image

For(W)ing - Laufradflügel für Strömungsmaschinen

Flexible, adaptierbare Bauteile auf Basis funktionalisierter Textilien