Ensayos de ultra alta temperatura en CMC hasta +2.000 °C en vacío y gas inerte
Los materiales compuestos de matriz cerámica y compuestos cerámicos de ultra alta temperatura (CMC y UHTCMC) son materiales de alto rendimiento: Son extremadamente resistentes a las altas temperaturas de hasta +3.000°C. Estos materiales compuestos se utilizan en aplicaciones relevantes para la seguridad y deben soportar grandes cargas mecánicas y corrosivas. ZwickRoell ofrece la solución para ensayos a altas temperaturas que se adecúa a estas condiciones de ensayo.
CMC: resistentes a altas temperaturas y a prueba de rotura
Los compuestos de fibra cerámica están formados por revestimientos de fibra y destacan por su resistencia a las altas temperaturas y su comportamiento tolerante a los daños, que evita la propagación de grietas incluso bajo fuertes cargas mecánicas y cambios bruscos de temperatura. Debido a sus excelentes propiedades, los CMC se utilizan en aplicaciones de la industria aeronáutica y aeroespacial, de automoción y del sector energético, como:
- Sistemas de protección térmica para vehículos espaciales
- Turbinas de gas (cámaras de combustión para turbinas, aspas, palas de turbina)
- Componentes para cámaras de combustión de motores y conducciones de gas
- Discos de freno para frenos de disco sometidos a cargas elevadas
- Cojinetes deslizantes con cargas elevadas de corrosión y desgaste
Desarrollo de compuestos de matriz cerámica en condiciones de funcionamiento reales
Los compuestos de fibra cerámica se ensayan a temperaturas ultra altas de hasta 2.000°C para determinar su capacidad de carga mecánica. Con ello, se evalúa si los CMC son aptos para determinadas aplicaciones a través de ensayos de tracción, compresión, flexión, fatiga por fluencia y cizallamiento. Para garantizar el uso de CMC en condiciones reales, estos procedimientos de ensayo destructivo se llevan a cabo en vacío y con gas inerte en un rango de temperaturas que va desde los 650 °C hasta los 2.000 °C.
Sistema de ensayos de alta temperatura personalizado con cámara de vacío
La solución de ensayo a alta temperatura personalizada se basa en el marco de carga de la máquina de ensayos de fluencia patentada Kappa SS-CF. La máquina de ensayos adaptada en altura y anchura ofrece espacio suficiente para la cámara de vacío y de gas inerte. Esta cámara cuenta con resistencias de grafito y garantiza una distribución constante de la temperatura en la probeta hasta 2.000°C. Se mide la temperatura en la probeta hasta 1.700°C con termopares tipo D, y por encima de 1.700°C se utiliza un pirómetro de 2 colores.
Altas exigencias en la medición de la deformación hasta +2.000 °C
Las condiciones de funcionamiento extremas, como las temperaturas ultraelevadas y las diferentes condiciones ambientales, también plantean grandes exigencias a la medición de la deformación. Los extensómetros de alta temperatura, tanto ópticos como de contacto, son adecuados para uso en vacío y en gas inerte. El laserXtens es especialmente adecuado para la medición precisa de la deformación sin contacto en vacío y sin influencia mecánica en la probeta.