Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
© Knud Dobberke für Fraunhofer ISC
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
© Knud Dobberke für Fraunhofer ISC
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
© Knud Dobberke für Fraunhofer ISC
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen
© Knud Dobberke für Fraunhofer ISC
Thermooptische Messung mit TOM-AC: Materialien bei Hochtemperatur und kontrollierter Atmosphäre überwachen und untersuchen

TOM-AC – Sintervorgang unter definierter Atmosphäre

Qualität des Sinterns und anderer Wärmebehandlungsprozesse


Wärmebehandlungsprozesse erfordern präzise Bedingungen, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Idealerweise können die Prozesse vor Ort überwacht werden, um ein besseres Verständnis zu erhalten. Keramik und pulvermetallurgische Werkstoffe werden durch Sintern verdichtet und verstärkt. Dieser Prozess bestimmt die Qualität des Endprodukts - und macht einen erheblichen Teil der Produktionskosten aus.
Da die Sinterschrumpfung der aussagekräftigste Indikator für den Sinterzustand ist, kann eine genaue Überwachung der Schrumpfung während der Wärmebehandlung dazu beitragen, die Verarbeitungsparameter zu optimieren. Gewichtsverlust und Maßänderungen während des Entbindens liefern Informationen zur Optimierung der Entbindungszyklen. Gewichtszunahme und optische Inspektion ermöglichen die In-situ-Messung von Infiltrationsprozessen.

 

Unsere Aufgabe

  • Überwachung des Sinterschrumpfes ohne mechanischen Einfluss des Messgeräts auf die Proben
  • Aufzeichnung von Verwerfungen der Probe während des Sinterns, auch wenn die Probenform ziemlich unregelmäßig ist
  • Wärmebehandlung im Vakuum, inerte oder reduzierende Atmosphäre
  • Messung von Gewichtsänderungen in kontrollierter Atmosphäre
  • Bestimmung des Benetzungsverhaltens von Schmelzen auf festen Substraten
  • Überwachung von Infiltrationsprozessen in situ

Unsere Lösung: TOM-AC

Ofen mit kontrollierter Atmosphäre und Dilatometer

TOM-AC kombiniert einen Hochtemperaturofen (2000 ºC), einen Hochtemperatur-Graphitofen (2400 °C) oder einen Vollmetall-Molybdänofen (1650 °C) mit einem optischen Dilatometer. Die Schatten-Silhouette der Probe wird von einer CMOS-Kamera aufgezeichnet. Ein spezielles optisches System liefert eine verzerrungsfreie Bildgebung, selbst wenn die Probe verschoben ist, z. B. aufgrund der Wärmeausdehnung.

 

Spezielle Bildanalyse-Software

Dimensionsänderungen der Probe werden von einer speziellen Bildanalysesoftware registriert. Die Probe kann eine beliebige Form haben, solange ihre vollständige Silhouette im Messfenster bleibt (Durchmesser 50 mm). Das Volumen von rotationssymmetrischen Proben kann optional berechnet werden.

 

Eine Messung pro Sekunde

Jede Sekunde werden Messungen durchgeführt, damit schnelle Änderungen registriert werden können. Darüber hinaus können Schmelz- und Benetzungsphänomene untersucht werden, indem die Benetzungswinkel und die Infiltrationskinetik geprüft werden.

 

Komfortable Nutzung

TOM-AC wird von einem Standard-PC gesteuert und über eine komfortable grafische Benutzeroberfläche bedient. Neben den als ASCII-Dateien gespeicherten Daten zu Dimensionsänderungen können auch Einzelbilder und zeitversetzte Videos der Wärmebehandlung angefertigt werden. Die Auflösung von TOM-AC beträgt ca. 2 µm bei sehr hoher Reproduzierbarkeit.  

Vorteile

Berührungslose optische Messmethode

  • Kein mechanischer Einfluss auf die Probe
  • Kein bewegliches mechanisches Teil
     

Zweidimensionale Silhouettenaufnahme

  • Messung von anisotropen Sinterprozessen und Verwerfung
  • Überwachung von Benetzungs-, Schmelz- und Infiltrationsphänomenen
  • Gleichzeitige Aufzeichnung von bis zu 20 Parametern
     

Bildverarbeitungssoftware

  • Automatische Kompensation von Verschiebungen innerhalb des Messfensters
  • Optimierung des Bildkontrasts durch Beleuchtungssteuerung
  • Messungen jede Sekunde, um schnelle Dimensionsänderungen aufzuzeichnen
  • Hohe Reproduzierbarkeit
     

Atmosphärenkontrolle

  • Automatisches Umschalten zwischen Pumpen und Gasfluss
  • Computersteuerung von Gasgemischen (Ar, N2, H2, CO)
  • Hochvakuumbedingungen

Optional ist TOM-AC mit einem Gewichtssensor für die gleichzeitige gravimetrische Untersuchung der Probe erhältlich.
Eine weitere Option ist die Ausrüstung zur Messung von Proben, die mit einachsiger Kraft belastet sind.

Technische Daten TOM-AC

Höhe x Tiefe x Breite: 2500 x 1000 x 2600 mm
Maximale Temperatur: 2000 ºC - 2400 °C
Messfenster Durchmesser: 50 mm
Auflösung: 0.4 μm
Optisches Dilatometer zur Steuerung thermischer Prozesse bei kontrollierter Atmosphäre