Medición en atmósferas de alta pureza y alto vacío
En colaboración con Fraunhofer IKTS hemos desarrollado un dilatómetro óptico como parte de un proyecto AiF-ZIM financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania (BMWi).
El dilatómetro se diseñó para medir a temperaturas de hasta 1600 °C y en alto vacío (aprox. 5 E-5 mbar).
Además, alcanza un contenido de oxígeno en atmósferas dinámicas de aprox. 0,5 ppm.
Los dilatómetros ópticos miden los cambios dimensionales de las muestras en función del tiempo y la temperatura. Junto con los microscopios de fase caliente, tienen una amplia gama de aplicaciones, fundamentalmente en el desarrollo de materiales y procesos. Por ejemplo, se utilizan para determinar los procesos de sinterización y el comportamiento de la expansión térmica, especialmente en materiales anisótropos o quebradizos y en muestras con geometrías complejas. Ópticamente, el comportamiento de humectación y extensión sobre diferentes sustratos, se representan mediante el ángulo de contacto, permitiendo la determinación de la tensión superficial hasta altas temperaturas. Además, es posible la investigación de la corrosión por contacto entre metal fundido y vidrio, escoria fundida y ceniza en contacto con materiales cerámicos y metálicos. Otra posibilidad importante es la caracterización de la infiltración, por ejemplo, de metal fundido en materiales cerámicos. Los dilatómetros ópticos y los microscopios de calentamiento normalizados están diseñados para realizar mediciones en aire o en atmósferas con una alta concentración de oxígeno.
El dilatómetro ha sido especialmente diseñado para la caracterización de los procesos de unión de uniones cerámica-cerámica y cerámica-metal mediante soldadura activa.
El nuevo dilatómetro óptico permite investigar el comportamiento de fusión y humectación en sustratos cerámicos de materiales de soldadura con componentes de soldadura con afinidad al oxígeno, como el titanio.
Con los microscopios de fase caliente convencionales, se produce una oxidación de la superficie debido a la presencia de oxígeno residual, que impide la humectación del sustrato por la soldadura o conduce a resultados experimentales falseados.
Las nuevas posibilidades experimentales así obtenidas son una contribución esencial a la comprensión fundamental y al ulterior desarrollo y optimización de los procesos de unión.
