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Tieftemperatur-Versuchsanlagen und Materialprüfkammern

Industrie und Forschungsinstitute

Dr. rer. nat. Matthias Schneider

+49-351-4081-609

Entwicklung von innovativen Materialprüfkammern

Im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit einem Industriepartner wurde eine Hochleistungsmaterialprüfkammer entwickelt und gebaut, die im Temperaturbereich von −180 °C bis +200 °C eingesetzt werden kann. Es wurden verschiedene Methoden und Bauteile untersucht um Materialprüfkammern optimal an den Anwendungszweck anpassen zu können. Im Ergebnis des Projektes konnten die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Materialien und Anlagensysteme identifiziert und bewertet werden, um einen möglichst effizienten und vor allem technisch allen Anforderungen entsprechenden Betrieb, zu gewährleisten. Diese Anforderungen betreffen:

  • die örtliche und zeitliche Temperaturverteilung bzw. Temperaturstabilität im Bereich kleiner ± 1 K,
  • eine gefahrlose Ver- und Entsorgung aller Medien (Kältemittel, Wärme, Elektroenergie, Abgas) und
  • die flexible Gestaltung der Probengeometrie bei möglichst geringer Beeinflussung der Leistungsfähigkeit des Kammersystems bei Kühlraten von 0 bis 30 K/min.

Die Einsatzgebiete solcher Kammern liegen hauptsächlich im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik, aber auch im Bereich hochempfindlicher Elektronikanwendungen, welche starken thermischen Belastungen ausgesetzt sind.

Zug-Versuche bei sehr tiefen Temperaturen

Am ILK Dresden können Zugversuche bei kryognen Temperaturen bis -175°C durchgeführt weden.

  • Zugkräfte bis zu 10 kN
  • Probentemperatur bis zu -175°C
  • Vollautomatische Temperatursteuerung und Aufheizung
  • Thermisch isolierte Probenhalter, abgekühlt auf Probentemperatur
  • Gleichmäßige Temperaturverteilung
  • Temperaturstabilität ±1 K
  • Schneller Probenwechsel bei Minimaltemperatur möglich

►Up to 10 kN of force ►Down to -175 °C sample temperature,
  Temperature stable within ±1 K ►Cooling with liquid nitrogen, counter-heating with warm air ►Forces measured at room temperature
  No special measurement cell needed ►Thermally insulated sample grippers
  Cooled to or below sample temperature
  for an even temperature distribution ►High measurement frequency: every 5 minutes at -170 °C
  fast sample exchange even at cryogenic temperatures


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