Materials Center Leoben は、水素の影響下での正確な材料分析に HA 100 を使用しています
ケーススタディー
- 顧客: Materials Center Leoben Forschung GmbH
- ロケーション: オーストリア、レオーベン
- 産業： 研究機関および学術機関、金属、契約試験
- トピック： MCL: 水素の影響下での材料および部品の試験
Materials Center Leoben Forschung GmbH
MCL は材料試験に新たな基準を設定しました。
Materials Center Leoben (MCL) は材料科学の有力な研究機関であり、産業用途向けの革新的な材料の開発、最適化、特性評価を専門としています。MCL は 1999 年に有限責任会社として設立され、当初から業界の有能なパートナーとしての地位を確立してきました。所有者は、その強力な学術的ルーツを反映しています: レオーベンモンタナ大学、Joanneumリサーチ、Leobenホールディング、オーストリア科学アカデミー、ウィーン工科大学、グラーツ工科大学。材料および表面の専門センターとして、MCL は、特にマイクロエレクトロニクス、機械工学、航空宇宙、エネルギー技術の分野で、高性能で持続可能な材料の開発においてパートナーをサポートしています。
研究の重要な分野は、材料の水素適合性の分析です。環境に優しいエネルギー源である水素は、材料の微細構造に損傷を与え、その結果、材料の機械的特性に影響を与える可能性があります。そのため、MCL は水素と物質の相互作用と、水素への曝露によって生じる関連する物質の変化に関する研究に注力しています。得られた結果に基づいて、材料を最適化する方法と、水素を多く含む環境向けのコンポーネントの安全な設計方法が開発されています。
MCL は、硬さ試験、引張試験、破壊靭性、疲労亀裂成長、疲労試験など、金属材料の機械的試験の最も重要な試験方法を備えた ISO IEC 17025 認定試験所も運営しています。MCL は、数値シミュレーションとモデルベースの材料開発のソリューションも提供し、材料の挙動を正確に予測してプロセスを効率化します。故障解析と材料分析は、潜在的な弱点を早期に特定し、コンポーネントの耐久性を高めるための鍵です。学際的な専門知識と産業界および科学との緊密な協力を通じて、研究所は将来に向けた革新的で持続可能な材料ソリューションの開発に大きく貢献しています。
タスク
水素の影響下での損傷挙動の正確な調査
MCL Forschung GmbHは、水素用途に適した材料の開発において科学と産業の両方をサポートする重要な材料データを提供します。焦点は、さまざまな材料、特に金属が水素と接触するとすぐに生じる損傷挙動 (材料の変化、亀裂の形成、亀裂の伝播) を調査することです。
さまざまな圧力と温度条件下での包括的な特性評価を通じて、MCL は、たとえば水素パイプラインやタンクのメーカー向けに、実際の使用条件をシミュレートします。彼らは、亀裂がどのように発生し、成長し、材料の亀裂耐性にどのように影響するかを調査します。
得られたデータは、水素インフラストラクチャの要件を満たす安全で耐久性のある材料の開発に不可欠です。発電や輸送など、さまざまな業界のお客様が、これらの調査結果を活用して自社の製品を改善しています。MCL は、水素技術のさらなる開発と革新的なソリューションの探求を積極的にサポートしています。
ツビックローエルソリューション
サーボ油圧試験機 HA 100
サーボ油圧試験機 HA 100は、水素の影響下にある材料の特性評価を行うために MCL 向けに製造されました。HA 100 には、最大 400 bar の圧力と -50℃～ +150℃の温度を可能にする統合オートクレーブが装備されています。この機械は、力と伸びを正確に測定できるほか、直流電位法を使用して亀裂の伸びを正確に現場で測定することもできます。サンプルに電流を流し、亀裂の伝播による電位の変化を測定することで、亀裂の伸びを正確に判定します。
この特別な装置により、MCL は準静的、破壊力学、疲労試験 (HCF、LCF) を、試験片のサイズに関して高い柔軟性で実行できます。試験を正確に実施するには、すべての測定センサー（力、ノッチ拡張、ひずみ、および現場での亀裂長さ測定など）が、極端な条件（高圧、高温など）でも確実に最高の精度で測定することが重要です。当社は、低力範囲と高力範囲の両方で圧力補正された高精度の力測定など、この点に特に注意を払ったため、このシステムはこれらのセンサーの精度に関するすべての標準要件も満たしています。
非常に正確な亀裂長さ測定には、頻繁に使用されるコンプライアンス法に加えて、MCL で長年確立されている直流電位降下法（DCPD）を使用できます。これにより、非常に正確で信頼性が高く安全な亀裂長さ測定が保証されます。これは、複雑な破壊力学試験 (J-R 曲線および疲労亀裂成長) に不可欠です。試験機にソフトウェアを装備する際には、引張試験、破壊靭性測定、疲労亀裂成長、ひずみ制御疲労試験など、金属の材料試験の最も重要な標準化された試験方法を実行および評価できることに特に重点が置かれました。
上記の特定の機器のおかげで、HA 100 は水素技術の研究開発と試験サービスの両方のための完全なソリューションです。これにより、MCL の将来の安全で効率的な材料の開発をサポートします。
試験結果：
効率的で正確な材料試験
HA 100 のおかげで、MCL は、試験温度 -50℃～ 150℃に応じて、高圧水素やその他の水素ガス混合物下で複雑な機械試験を実施できるようになりました。この高精度の試験システム ソリューションにより、MCL は水素の影響下での破壊力学などに特化できると同時に、水素の影響に関連する課題をうまく克服できます。
材料試験の分野で約 25 年の経験を持つ MCL は、すでに広範な方法論の専門知識を持っています。MCL は、ISO IEC 17025 認定の試験ラボも運営しており、現在、機械試験の分野で 18 の試験手順を実施しています。これにより、標準化された試験手順を使用して、高品質で信頼性の高い試験を確実に提供できます。MCL は、水素雰囲気試験方法も認定に含める予定です。HA100 を使用することで、MCL は競争上の優位性を獲得しました。理由: 標準テスト手順に関する長年の経験を水素雰囲気でもすぐに適用できるため、サービスの効率とコスト効率が向上します。MCL は迅速かつ信頼性の高い結果を提供し、顧客がより安全で性能の高い材料や製品を開発できるよう支援します。その結果、MCL は業界の高まる需要に応え、革新的な材料の開発を推進する理想的な立場にあります。
「高精度と柔軟性の組み合わせにより、水素の影響下で複雑なテストでも効率的かつ正確に実行し、革新的な材料ソリューションを開発できます。」
Stefan Marsoner 博士、
Materials Center Leoben Forschung GmbH、材料およびサービス部門長。
