Schwebeschmelzanlage (Aero-Acoustic-Lavitator)
Final Report Abstract
Das Großgerät dient zur berührungslosen, d.h. tiegelfreien Untersuchung oxidischer und silikatischer Stoffgemenge bei Temperaturen bis 3.500 °C mittels aeroakustischer Levitation, Aufheizung durch zwei 240 W-CO2-Laser sowie zeitlich wie örtlich hochauflösende Temperaturbestimmung durch Pyrometer und visuelle Beobachtung der Probe mittels Hochgeschwindigkeitskamera (Verschlusszeit 2-20 µs). Im Rahmen des DFG-Vorhabens TE 146-37 „Bestimmung der Liquidus- und Solidusflächen im Dreistoffsystem Al2O3-ZrO2-SiO2 durch tiegelfreies Levitationsschmelzen“ diente die Anlage zur Charakterisierung von Schmelz-, Erstarrungs- und Rekaleszenztemperaturen sowie zur Erzeugung entsprechender Erstarrungsgefüge. Als wichtigste Ergebnisse konnten die vermuteten Mischungslücken in der Schmelze im System ZrO2-SiO2 und ZrO2-Al2O3 sowie deren Erstreckung in das ternäre System nachgewiesen werden. Ferner konnte das inkongruente Schmelzverhalten des Mullits direkt beobachtet werden. Aus diesen und weiteren Messungen ergaben sich neue Aspekte für die Liquidus-Oberfläche des Dreistoffsystems. Es konnte erstmals ein konsistentes Phasendiagramm erstellt werden. Darüber hinaus wurden zahlreiche Mischungen in den Systemen Al2O3-ZrO2-HfO2-Y2O3-Gd2O3-Ce2O3-La2O3 untersucht, um experimentelle Erfahrungen zu gewinnen. Das besonders schwere ThO2 konnte ebenfalls levitiert und erschmolzen werden.
Publications
- Characterization of Non-Metallic Melts By Aero Acoustic Levitation, Proc. Unitecr '11, 12th United Conference on the Technology of Refractories, Kyoto, 30.10.2.11.2011, (2011) 1-B1-20, 4 S.
Telle, R., Kaiser, A., Nordine, P.C.
- A Levitation Instrument for Containerless Study of Molten Materials, Review of Scientific Instruments. 83 [12] 125107 (2012) 1-14
Nordine, P.C., Sickel, J., Merkley, D., Finkelman, St., Telle, R., Kaiser, A., Prieler, R.
- A new method for the estimation of high temperature radiant heat emittance by means of aero-acoustic levitation. Infrared Physics & Technology, Volume 67, November 2014, Pages 333-337
Greffrath, F.; Prieler, R.; Telle, R.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.infrared.2014.08.013)
