Materialkarakterisering vid kryogena temperaturer

Fiberkompositer är ett mycket attraktivt konstruktionsmaterial för produkter som kräver hög energieffektivitet, låg vikt och hög prestanda. Därför används materialet vid många utmanande applikationer.

Att använda kompositer vid kalla temperaturer ger många fördelar, bland annat så kan man styra den termiska expansionskoefficienten (CTE) genom fiberupplägg och fiberval. Genom t.ex. användning av kolfiberkompositer så kan man till och med erhålla en negativ CTE. Denna egenskap gör materialet lämpligt vid tillämpningar där formstabilitet är viktigt vid höga termeraturväxlingar (antenner, fixturer, flyg och rymdapplikationer, vätgassystem).

RISE har som ett av sina fokusområden att utveckla material och karakteriseringsmetoder för dessa tillämpningar. Mekanisk karakterisering av kompositmaterial vid låga temperaturer görs med hjälp av flytande kväve. De karakteriseringsmetoderna som finns tillgängliga är DMA och en hydraulisk dragprovmaskin. DMA är en DMA Q800 från TA instruments med tillhörande GCA (Gas Cooling Accessory). Med hjälp av denna utrustning kan material karakteriseras i temperaturintervallet -150°C till 600°C. Materialen kan karakteriseras i dubbel- och singelkantilever, 3-punkts böj, drag, skjuv och kompression.

Den hydrauliska dragprovmaskinen är en INSTRON med tillhörande klimatskåp från samma tillverkare. Denna utrustning kan utföra mekanisk karakterisering i temperaturintervallet -150 till +350°C. Eftersom det är en hydraulisk provmaskin så kan man även utföra dynamiska utmattningsprover inom temperaturintervallet. Flertalet fixturer finns tillgängliga.

Läs mer: Provning och utveckling av kompositmaterial och tillverkningsmetoder