Viskositätsmessung bis 2.300 °C

Foto: Öffnung ins Innere des Viskosimeters

Ohne thermisch hoch belastbare Metalllegierungen würden Flugzeuge nicht fliegen, Autos nicht fahren, und elektrischer Strom käme nicht im gewohnten Umfang aus der Steckdose. Die Legierungen sind in diesen Fällen in Motorblöcken, thermisch belasteten Maschinenteilen und Turbinenschaufeln verborgen. Um die Eigenschaften der Legierungen weiter zu optimieren, sind genaue Kenntnisse der Materialparameter - sowohl der festen Legierung als auch der Schmelze - notwendig.

An der Professur Röntgen- und Neutronendiffraktometrie der Technischen Universität Chemnitz wurde in den letzten beiden Jahren ein neues Messgerät entwickelt und getestet. Beauftragt wurden die Chemnitzer Physiker vom Zentrum für die Erstarrung unterkühlter Schmelzen am Institut für Raumsimulation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln.

Bei dem neuen Messgerät handelt es sich um ein so genanntes Schwingtiegelviskosimeter. Diplom-Physiker Mirko Kehr, der dieses Gerät entwickelt hat, erläutert das schon länger bekannte Prinzip: "Ein mit Schmelze gefüllter, temperaturbeständiger Tiegel wird in Drehschwingungen um seine vertikale Achse versetzt. Dabei tritt ein aus dem heimischen Wasserglas bekannter Effekt auf: Das Gefäß bewegt sich, während die Flüssigkeit weitgehend im Ruhezustand verbleibt. Einmal in Schwingung versetzt, wird die Bewegung des Tiegels durch Reibung in der Schmelze immer weiter abgebremst. Aus der Größe dieser Dämpfung lässt sich dann die Viskosität der Schmelze bestimmen."

Die Neuartigkeit des Gerätes der TU Chemnitz liege in den erreichbaren Temperaturen von bis zu 2.300 °C und einem ausgeklügelten Vakuum- und Gasversorgungssystem, das den Arbeitsdruck über den gesamten Temperaturbereich konstant hält. Mit dieser Maximaltemperatur sei das Gerät derzeit weltweit führend.

COMPAMED.de; Quelle: Technische Universität Chemnitz