29.09.2023 by Aileen Sammler
Differentiële scanning calorimetrie bij lage temperatuur voor metalen
In het kader van de energietransitie wint lichtgewicht constructie steeds meer aan belang in gebieden zoals de automobielsector, de luchtvaart en het transport. In de context van elektrische mobiliteit, bijvoorbeeld, kan door het gewicht van een auto met 100 kg te verminderen een energiebesparing tot 0,64 kWh per 100 km worden bereikt. [1]Vanwege hun hoge specifieke sterkte zijn aluminiumlegeringen centrale materialen in constructieve lichtgewichtconstructies. Door stalen onderdelen te vervangen door aluminiumlegeringen kan het gewicht met wel 30% worden teruggebracht.[2]
AlMgSi legeringen bestaan uit aluminium met magnesium en silicium als belangrijkste legeringselementen. Deze legeringen zijn precipitatiegehard en kunnen, bijvoorbeeld na een vormingsproces, verder versterkt worden door een specifieke warmtebehandeling.
Lage-temperatuur differential scanning calorimeters (LT-DSC) worden meestal gebruikt voor de analyse van stoffen met een lage Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelttemperatuur, zoals polymeren, en hebben met name een hoge gevoeligheid voor warmtestromen. LT-DSC's zijn ook waardevolle hulpmiddelen voor het bestuderen van fasetransformaties in metalen, waaronder precipitatievorming in AlMgSi-legeringen. Door de warmtestroom in verband met deze transformaties te analyseren, krijgen onderzoekers inzicht in de microstructurele evolutie en de invloed daarvan op de eigenschappen van de legering.
In deze toepassingsnotitie analyseren en bepalen we precipitatie van AlMgSi-legeringen door middel van differentiële scanning calorimetrie (DSC). De NETZSCH DSC voor lage temperaturen heeft een zeer nauwkeurige meetsensor (enthalpie-precisie < 1% voor Indium) en is geschikt voor metingen tot 750°C, afhankelijk van het gebruikte koelsysteem (afhankelijk van het model).
[1] Helms, H., & Kräck, J.: Energiebesparing door lichtgewicht-2016 Update. Heidelberg: Instituut voor Energie- en Milieuonderzoek 2016
[2] Schlosser, J. et al.: Materials and simulation modelling of a crash-beam performance. A comparison study showing the potential for weight saving using warm-formed ultra-high strength aluminium alloys. In: Tijdschrift voor Natuurkunde: Conference Series (2017), S. 896
Nieuw e-book "Thermische eigenschappen van metalen en legeringen"
Ons nieuwe boekje geeft een inleiding in het brede toepassingsspectrum van thermoanalytische methoden en laat zien hoe deze kunnen worden gebruikt bij het bepalen van thermofysische eigenschappen van metalen en legeringen.
