Struktur- und Funktionsmaterialien für Kryoanwendungen
Materialuntersuchungen für kryogene Anwendungen werden im Institut für Technische Physik (ITEP) des KITs im Rahmen diverser Forschungsprojekten seit über 30 Jahren durchgeführt. Zu nennen sind hier supraleitende Magnettechnologie, kryogene Energieanwendungen für supraleitende Motoren, Generatoren, Transformatoren als auch Themen in Luft- und Raumfahrt oder Medizintechnik.
Werkstoffentwicklung Innerhalb dieses Forschungsthemas werden Werkstoffe (Metall-Legierungen oder Faserverbundstoffe) definiert und Analysen an hergestellten Prüflingen, beispielsweise aus Schmelzen oder additiv gefertigten Materialproben, unter betriebsrelevanten Bedingungen durchgeführt.
Werkstoffqualifizierung Ausgehend von standardisierten Testmethoden werden angepasste Testbedingungen geschaffen um diese flexibel auf die außergewöhnlichen Anforderungen der Materialcharakterisierung und Analyse der sehr unterschiedlichen FuE Arbeiten zu adaptieren oder gegebenenfalls neu zu entwickeln. Um die hergestellten Werkstoffe möglichst umfassend zu charakterisieren, werden folgende Messmethoden bei kryogenen Temperaturen (RT-4.2K) in der Hauptsache eingesetzt:
- - mechanische Axial-/Torsions-/Biege/Scher-Verhalten unter statischer- bzw. wechsel-Last, Bruchverhalten
- - physikalische Größen wie elektr./therm. Leitfähigkeit, therm. Ausdehnung, Wärmekapazität, Magnetisierung
- - elektro-mechanisches Verhalten von einzelnen oder verseilten supraleitenden Bändern
- - mikrostrukturelle Untersuchungen zur Material- und Fehleranalyse
Die Aufgaben erstrecken sich von grundlegenden Materialentwicklungen und -untersuchungen über FuE Projekte zusammen mit der Industrie bis hin zu Normungsarbeiten beispielsweise in der DKE/IEC. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten fließen direkt in Veröffentlichungen und die Lehre ein.
Forschungsinfrastruktur: CryoMaK FuSyC HV-Labor Kryotechnik