METTRANS - ISS SPACE
Kurzbeschreibung
Ausgangssituation / Motivation
Seit 2017 steht ein ESA konstruierter Mikro-Bridgman-Ofen als Bodenmodel (GM) beim "Spanish User Support and Operations Center" (USOC) und als Flugmodel (FM) in die "Microgravity Science Glovebox" (MSG) an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) zur Verfügung. Diese Geräte wurde speziell konzipiert für die µg-Experimente der Montanuniversität Leoben (MUL) im Rahmen des ESA Projekt METCOMP.
Der entsprechende Forschungsbereich von MUL, als Teil dieses ESA Projektes, ist die direkte Beobachtung der Ausbildung von geschichteten peritektischen Mikrostrukturen mit Hilfe von transparenten organischen Substanzen und die dazugehörende Dynamik der Erstarrungsgrenzfläche.
Inhalte und Zielsetzungen
Die geplante Umsetzung der µg-Experimente an Bord der ISS erforderte jahrelange wissenschaftliche Voruntersuchungen seitens der MUL und eine entsprechende Entwicklungsphasen der ESA, bis zur endgültigen Fertigstellung der Geräte.
Nach dem Abschluss dieser Vorarbeiten sind die wissenschaftlichen Experimente unter µg-Bedingungen an Bord der ISS für Ende 2019 geplant. Die entsprechenden Vorbereitungsarbeiten seitens der ESA sind mit Herbst 2018 fixiert.
Methodische Vorgehensweise
Die Herausforderungen im Rahmen der Vorbereitung und Durchführung der µg-Experimente sind
- eine ausreichende Qualität der Legierung aus organischen Substanzen sicherzustellen,
- die Befüllung der Proben unter Berücksichtigung der thermischen Sensibilität der organischen Substanzen durchzuführen und
- eine optimale Auswahl der Prozessparameter für die µg-Experimente unter Benützung des GM zu treffen.
Erwartete Ergebnisse
Die Durchführung der µg-Versuche erlaubt erstmalig die in-situ Beobachtung von geschichteten, peritektischen Wachstum unter Ausschluss des Einflusses der Schwerkraft. Die besondere Innovation dabei ist die Verwendung einer organischen Modellsubstanz, die es erlaubt, die Dynamik der fest/flüssig (s/?) Grenzfläche während der Ausbildung von gekoppelten, peritektischen Mustern zu untersuchen.
Die wissenschaftliche Analyse der Experimente unter 1g- und µg-Bedingungen ermöglicht den Einfluss der thermo-solutalen Konvektion auf das Erstarrungsgefüge zu untersuchen.
Aus diesen Ergebnissen wird ein tieferes Verständnis des Erstarrungsverhaltens von peritektischen Systemen und den entsprechenden Mikrostrukturen erwartet. Dies ist wichtig für die weitere Entwicklung von Legierung, welche auf peritektischen Erstarrungsstrukturen basieren.
Projektbeteiligte
Projektleitung
Montanuniversität Leoben - Lehrstuhl für Modellierung und Simulation metallurgischer Prozesse
Kontaktadresse
Montanuniversität Leoben
Lehrstuhl für Modellierung und Simulation metallurgischer Prozesse
Univ.Prof.habil. Dipl.-Phys. D Andreas Ludwig
Franz-Josef-Straße 18/III
A-8700 Leoben