29.09.2023 by Aileen Sammler
Calorimetria differenziale a scansione a bassa temperatura per i metalli
Nel contesto della transizione energetica, le costruzioni leggere stanno acquisendo un'importanza crescente in settori quali il settore automobilistico, l'aviazione e i trasporti. Nel contesto della mobilità elettrica, ad esempio, riducendo il peso di un'auto di 100 kg si può ottenere un risparmio energetico fino a 0,64 kWh per 100 km. [1]Grazie alla loro elevata resistenza specifica, le leghe di alluminio sono materiali fondamentali per la costruzione leggera. Sostituendo i componenti in acciaio con leghe di alluminio, il peso può essere ridotto fino al 30%.[2]
Le leghe AlMgSi sono costituite da alluminio con magnesio e silicio come principali elementi di lega. Queste leghe sono indurite per precipitazione e possono, ad esempio dopo un processo di formatura, essere ulteriormente rafforzate da un trattamento termico specifico.
I calorimetri a scansione differenziale a bassa temperatura (LT-DSC) sono solitamente impiegati per l'analisi di sostanze a bassaTemperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione, come i polimeri, e sono caratterizzati da un'elevata sensibilità al flusso di calore. I LT-DSC sono anche strumenti preziosi per studiare le trasformazioni di fase nei metalli, compresa la formazione di precipitazioni nelle leghe AlMgSi. Analizzando il flusso di calore associato a queste trasformazioni, la ricercaarcpermette di comprendere l'evoluzione microstrutturale e il suo impatto sulle proprietà della lega.
In questa nota applicativa, analizziamo e determiniamo la precipitazione delle leghe AlMgSi mediante la calorimetria differenziale a scansione (DSC). Il DSC a bassa temperatura NETZSCH è dotato di un sensore di misura altamente preciso (precisione entalpica < 1% per l'indio) e consente misure fino a 750°C, a seconda del sistema di raffreddamento utilizzato (a seconda del modello).
[1] Helms, H., & Kräck, J.: Energy savings by light-weighting-2016 Update. Heidelberg: Institute for Energy and Environmental Research 2016
[2] Schlosser, J. e altri: Modellazione dei materiali e della simulazione delle prestazioni di una trave d'urto. Uno studio comparativo che mostra il potenziale di risparmio di peso utilizzando leghe di alluminio ad altissima resistenza formate a caldo. In: Journal of Physics: Conference Series (2017), S. 896
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