29.09.2023 by Aileen Sammler
Metallien matalalämpötila-eromittauskalorimetria (Differential Scanning Calorimetry)
Energiamurroksessa kevytrakenteiden merkitys kasvaa muun muassa autoteollisuudessa, ilmailussa ja liikenteessä. Esimerkiksi sähköisen liikkuvuuden alalla voidaan auton painoa 100 kilolla vähentämällä saavuttaa jopa 0,64 kWh:n energiansäästö 100 kilometrillä. [1]Alumiiniseokset ovat korkean ominaislujuutensa vuoksi keskeisiä materiaaleja konstruktiivisessa kevytrakentamisessa. Korvaamalla teräskomponentit alumiiniseoksilla voidaan painoa vähentää jopa 30 prosenttia.[2]
AlMgSi-seokset koostuvat alumiinista, jossa on magnesiumia ja piitä tärkeimpinä seosaineina. Nämä seokset ovat saostuskarkaistuja, ja niitä voidaan esimerkiksi muokkausprosessin jälkeen lujittaa edelleen erityisellä lämpökäsittelyllä.
Matalan lämpötilan differentiaalipyyhkäisykalorimetrejä (LT-DSC) käytetään yleensä matalassa lämpötilassa sulavien aineiden, kuten polymeerien, analysointiin, ja niillä on erityisen suuri lämpövirtauksen herkkyys. LT-DSC-mittarit ovat myös arvokkaita välineitä metallien faasimuunnosten tutkimiseen, mukaan lukien saostumien muodostuminen AlMgSi-seoksissa. Analysoimalla näihin muunnoksiin liittyvää lämpövirtausta tutkijat saavat tietoa mikrorakenteen kehityksestä ja sen vaikutuksesta seoksen ominaisuuksiin.
Tässä sovellusohjeessa analysoidaan ja määritetään AlMgSi-seosten saostumista differentiaalipyyhkäisykalorimetrian (DSC) avulla. Matalan lämpötilan DSC:ssä NETZSCH on erittäin tarkka mittausanturi (entalpian tarkkuus < 1 % indiumille), ja se mahdollistaa mittaukset jopa 750 °C:seen asti käytetystä jäähdytysjärjestelmästä riippuen (mallin mukaan).
[1] Helms, H., & Kräck, J.: Energy savings by light-weighting-2016 Update. Heidelberg: Institute for Energy and Environmental Research 2016
[2] Schlosser, J. et al: Törmäyspalkin suorituskyvyn materiaali- ja simulointimallinnus. Vertailututkimus, joka osoittaa painonsäästöpotentiaalin käyttämällä lämpömuovattuja ultralujia alumiiniseoksia. In: Journal of Physics: Conference Series (2017), S. 896
Uusi e-kirja "Metallien ja seosten lämpöominaisuudet"
Uudessa kirjasessamme esitellään termoanalyyttisten menetelmien laajaa sovelluskenttää ja havainnollistetaan, miten niitä voidaan käyttää seuraavien seikkojen määrittämiseen termofysikaaliset ominaisuudet metallien ja seosten fysikaalisten ominaisuuksien määrittämisessä.
