Hochtemperatur-Universalprüfgerät

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428091604

Die beantragte statische 50 kN Hochtemperatur-Universalprüfmaschine ist unikal und besonders auf die Prüfung und Erforschung der thermophysikalischen Eigenschaften faserverstärkter Verbundkeramiken ausgelegt. Zug-, Biege- und Druckfestigkeit werden von Raumtemperatur bis 1500 °C an Luft bestimmt. Um die Messaufgaben zu erfüllen, stehen zwei Öfen zu Verfügung. Ein langer, teilbarer Rohrofen (Tmax = 1550 °C) mit 100 mm Durchmesser dient zur Bestimmung von Zug-, Druck- und Biegefestigkeiten bis 1500 °C am Luft und Spülgas. Der keramikgerechte, sphärisch gelagerte Laststrang besteht aus SiC und kann bei 1400 °C noch ca. 2 kN Kraft übertragen. Alle Proben nebst Probenhalterung sind im Rohrofen in "heißer" Umgebung. Alternativ wird ein kleiner Klappofen (85 mm Höhe) genutzt, bei dem es möglich ist Zugversuche an Verbundkeramiken und Einzelfasern bis 1400 °C bei Fmax = 50 kN mit einem konventionellen metallischen Laststrang durchzuführen, da die Probeneinspannung im "kühlen" Bereich außerhalb des Ofens liegt. Das kleinere Bauvolumen des Ofens erlaubt im Vergleich zum Rohrofen effizientere, ca. dreimal so schnelle Versuche (3h statt 10 h). Die Probeneinspannung ist für die Flachstab-Zugproben im Rohrofen formschlüssig über die Zugstabschulter und ggf. zusätzlich kraftschlüssig über die Einspannflächen gedacht. Im kleinen Ofen ist die Kraftübertragung über die Fläche, mit Hilfe von Aufleimern, ähnlich wie an Raumtemperatur ausreichend.Zur Dehnungsmessung und E-Modul Berechnung der Zugproben wird ein berührungsloses Video/Laser-Speckle-Extensometer verwendet, was ohne Probenmarkierungen auskommt. Ergänzend ist die Maschine mit taktilen, induktiven Messtastern (LVDT = Linear Variable Differential Transformers) für Biege- und Faserzugproben ausgestattet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hochtemperatur-Universalprüfgerät
• Gerätegruppe: 2900 Statische und quasistatische Prüfmaschinen und -anlagen
• Antragstellende Institution: Universität Bayreuth
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Walter Krenkel, von 6/2019 bis 2/2021; Professor Dr.-Ing. Stefan Schafföner