Ultra-Hochtemperaturprüfung an Keramik-Verbundwerkstoffen
Mechanische Prüfung unter extremen Umgebungsbedingungen
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ZwickRoell, Oktober 2022. Mit einem kundenspezifisch angepassten Hochtemperatur-Prüfgerät von ZwickRoell lassen sich Keramikmatrix Faserverbundwerkstoffe im Vakuum und bei Temperaturen bis 2.000 °C auf ihre Materialeigenschaften unter realen Einsatzbedingungen prüfen.
Keramische und Ultra-Hochtemperatur-Keramikmatrix Faserverbundwerkstoffe (CMC und UHTCMC) kommen in sicherheitsrelevanten Anwendungen zum Einsatz und müssen dabei hohe mechanische und korrosive Beanspruchungen aushalten. Diese Werkstoffe sind bei Temperaturen bis zu 3.000 °C äußerst hochtemperaturbeständig. Um sicherzustellen, dass daraus hergestellte Bauteile und Komponenten den extremen Anforderungen gerecht werden, bietet ZwickRoell die passende Hochtemperatur-Prüflösung.
Hochtemperaturbeständig und bruchfest
Keramische Faserverbundwerkstoffe zeichnen sich – neben ihrer Hochtemperaturbeständigkeit – unter anderem dadurch aus, dass sie auch bei starker mechanischer Belastung und sprunghaften Temperaturwechseln keine Risse bilden. Aufgrund dieser Eigenschaften kommen CMC unter anderem in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobil- und Energiebranche zum Einsatz. Anwendungsbeispiele sind Hitzeschutz in der Raumfahrt, Gasturbinen und Bauteile für Triebwerksbrennkammern sowie Bremsscheiben und hoch belastete Gleitlager.
Die Prüfprogramme umfassen je nach Anwendung Zug-, Druck-, Biege-, Zeitstandermüdungs- und Scherversuche. Um dabei die realen Einsatzbedingungen der CMC zu simulieren, werden diese zerstörenden Prüfverfahren in Vakuum und Inertgas in einem Temperaturbereich von 650 bis zu 2.000 °C durchgeführt.
Kundenspezifisches Hochtemperatur-Prüfsystem
Die kundenspezifische ZwickRoell Hochtemperatur-Prüflösung basiert auf dem Lastrahmen der elektromechanischen Zeitstandprüfmaschine Kappa SS-CF. Die in Höhe und Breite angepasste Maschine bietet zusätzlichen Platz für eine Vakuum- und Inertgaskammer. Diese verfügt über Heizstäbe aus Graphit und gewährleistet eine konstante Temperaturverteilung an der Probe bis zu 2.000 °C. Die Messung und Regelung der Temperatur erfolgt bis zu 1.700 °C mit Thermoelementen Typ D, für höhere Temperaturen dient ein 2-Farben Pyrometer zur Regelung.
Insbesondere an die Dehnungsmessungen stellen die extremen Einsatzbedingungen hohe Anforderungen. Für den Einsatz in Vakuum- und Inertgas bieten sich sowohl optische als auch kontaktierende Hochtemperatur-Extensometer an. Speziell zur nicht-kontaktierenden Dehnungsmessung in Vakuum eignet sich das ZwickRoell-Extensometer laserXtens. Es misst mit höchster Präzision, bietet vielfältige Auswertemöglichkeiten und ist einfach zu bedienen. Da hierbei keine Probenmarkierung erforderlich ist, spart der Anwender viel Zeit.
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ZwickRoell Zeitstandprüfmaschine Kappa SS-CF: Mechanische Prüfung unter extremen Umgebungsbedingungen bei bis zu 2.000 °C
Prüftechnik für Förderketten
Mit dem kundenspezifisch angepassten Hochtemperatur-Prüfgerät Kappa SS-CF von ZwickRoell lassen sich Keramikmatrix Faserverbundwerkstoffe im Vakuum und bei Temperaturen bis 2.000 °C auf ihre Materialeigenschaften unter realen Einsatzbedingungen prüfen.
Keramische und Ultra-Hochtemperatur-Keramikmatrix Faserverbundwerkstoffe (CMC und UHTCMC) kommen in sicherheitsrelevanten Anwendungen zum Einsatz und müssen dabei hohe mechanische und korrosive Beanspruchungen aushalten. Diese Werkstoffe sind extrem hochtemperaturbeständig bei Temperaturen bis zu 3.000 °C. Um sicherzustellen, dass daraus hergestellte Bauteile und Komponenten den extremen Anforderungen gerecht werden, bietet ZwickRoell die passende Hochtemperatur-Prüflösung.
Hochtemperaturbeständig und bruchfest
Keramische Faserverbundwerkstoffe zeigen auch bei starker mechanischer Belastung und sprunghaften Temperaturwechseln keine Rissbildung. Aufgrund dieser Eigenschaften werden CMC unter anderem in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobil- und Energiebranche eingesetzt. Anwendungsbeispiele sind Hitzeschutz in der Raumfahrt, Gasturbinen und Bauteile für Triebwerksbrennkammern sowie Bremsscheiben und hoch belastete Gleitlager.
Die Prüfprogramme umfassen je nach Anwendung Zug-, Druck-, Biege-, Zeitstandermüdungs- und Scherversuche. Um dabei die realen Einsatzbedingungen zu simulieren, werden diese Prüfungen in Vakuum und Inertgas in einem Temperaturbereich von 650 bis zu 2.000 °C durchgeführt.
Kundenspezifisches Hochtemperatur-Prüfsystem
Die kundenspezifische ZwickRoell Hochtemperatur-Prüflösung basiert auf dem Lastrahmen der elektromechanischen Zeitstandprüfmaschine Kappa SS-CF. Die Maschine bietet Platz für eine Vakuum- und Inertgaskammer. Diese verfügt über Heizstäbe aus Graphit und gewährleistet eine konstante Temperaturverteilung an der Probe bis zu 2.000 °C.
Insbesondere an die Dehnungsmessungen stellen die extremen Einsatzbedingungen hohe Anforderungen. Vor allem bei der nicht-kontaktierenden Dehnungsmessung in Vakuum eignet sich das ZwickRoell-Extensometer laserXtens. Es misst mit höchster Präzision, bietet vielfältige Auswertemöglichkeiten und ist zugleich einfach zu bedienen. Da hierbei keine Probenmarkierung erforderlich ist, spart der Anwender viel Zeit.
Über die ZwickRoell Gruppe
Kunden der ZwickRoell Gruppe profitieren von über 160 Jahren Erfahrung in der Material- und Bauteilprüfung. ZwickRoell ist weltweit führend in der statischen Prüfung und verzeichnet ein signifikantes Wachstum bei Betriebsfestigkeitsprüfsystemen. In Zahlen ausgedrückt: Im Geschäftsjahr 2021 erzielte das Unternehmen einen Umsatz von 255 Mio. EUR. Zur Firmengruppe ZwickRoell gehören mehr als 1.650 Mitarbeiter und Produktionsstandorte in Deutschland (Ulm, Bickenbach), Großbritannien (Stourbridge) und Österreich (Fürstenfeld). Das Unternehmen verfügt über weitere Niederlassungen in Frankreich, Großbritannien, Spanien, USA, Mexiko, Brasilien, Singapur und China, sowie weltweite Vertretungen in
56 Ländern. Weitere Informationen auf www.zwickroell.com
