Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Mechanische Eigenschaften
Mit unseren Prüfmaschinen und mit selbst entwickelter Wasserstoffautoklaventechnik bieten wir Untersuchungen zur Bestimmung von Ermüdung, Risswachstum und Bruchzähigkeit unter statischer und dynamischer Last bei Wasserstoffatmosphäre bis 1000 bar und Temperaturen zwischen -196°C bis +400°C an. Die Werkstoffkennwerte ermitteln wir sowohl mit genormten Prüfkörpern als auch Spezialgeometrien, wie der Hohlprobe und speziell für Ihren Lastfall entwickelten Eigenanfertigungen.
Darüber hinaus können wir mit unserer Mikroprobentechnologie ortsaufgelöst (Querschnitte kleiner 1 mm²) Zug-, Ermüdungs- und Risswachstumseigenschaften von Werkstoffen unter Druckwasserstoffatmosphäre bis 100 bar bestimmen. Mit dieser Technologie bieten wir Ihnen eine Lösung zur Charakterisierung kleinster Bauteile und besonders kritischer Stellen im Bauteil an (z. B. in der Randzone von Schweißnähten).
Neben der Werkstoffprüfung unter Druckwasserstoff führen wir Werkstoffprüfungen mit elektrochemisch beladen Prüfkörpern durch. Damit entfällt eine aufwendige Autoklaventechnik und komplexe mehrachsige Spannungszustände können nachgebildet und untersucht werden.
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Lebensdauerkonzepte für Wasserstoffanwendungen
Permeation
Mithilfe der thermischen Desorptionsspektroskopie (TDS) und Heißgasextraktion bieten wir Untersuchungen zur Bestimmung des Wasserstoffgehalts in Werkstoffen und der Trappingenergien metallischer Mikrostrukturen an.
Wir bieten Messungen der Diffusionskoeffizienten von Wasserstoff durch metallische und polymerproben mit Hilfe einer elektrolytische Permeationsmesszelle, oder eines Vakuumprüfstands mit gasförmigem Druckwasserstoff bis ca. 250°C für metallische Membranen und ca. 100°C für Polymere an und berechnen daraus Permeationsreduktionsfaktoren für Barriereschichten.
Darüber hinaus untersuchen wir die Wasserstoffpermeation im Gleitkontakt mittels einer elektrochemischen Messzelle unter tribologischer Belastung.
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Tribologische und funktionale Schichtsysteme
Reibung und Verschleiß
Mit unseren vielseitigen Prüfapparaturen und -methoden charakterisieren und interpretieren wir das Reibungs- und Verschleißverhalten von Werkstoffen und Bauteilen unter kundenspezifischen Belastungsfällen mit und ohne Wasserstoffeinfluss. Beispielsweise die Qualifizierung des tribologischen Verhaltens von Wälz- und Gleitlagern unter Wasserstoffatmosphären bis zu 300 bar oder die Prüfung des Hochtemperaturverschleißes unter Wasserstoffatmosphäre von Ventilen und Sitzringen für Großgasmotoren. Ergänzend untersuchen wir die Degradation von Schmierstoffen sowie die Wasserstoffaufnahme von Werkstoffen und Schmierstoffen.
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Tribologie und Verschleißschutz
Schmierstoffe und Elastomere im Reibkontakt
Wir analysieren die Auslagerung und Alterung von Schmierstoffen in Wasserstoffatmosphäre, führen Charakterisierungen zu Veränderungen tribologischer Eigenschaften infolge der Auslagerung durch. Wir bestimmen den Einfluss der Schmierstoffformulierung auf die Freisetzung von Wasserstoff im tribologischen Kontakt.
Darüber hinaus bieten wir Untersuchungen zur Auslagerung und Alterung von Elastomeren in Wasserstoffatmosphäre und die Charakterisierung der Veränderungen tribologischer Eigenschaften infolge der Auslagerung an.
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Tribologie und Verschleißschutz