Entwicklung und Erprobung eines interferometrischen Verfahrens zur Dehnungsmessung bei hohen Temperaturen

Die Entwicklung neuer, hochtemperaturbeständiger Werkstoffe bedingt in der Folge steigende Anforderungen an die Meßtechnik. Faserverstärkte Keramik (CMC) über 1500 Grad C genau und zuverlässig zu prüfen, erfordert gleichfalls innovative Prüfverfahren. Der Stand der Technik wird diesen Anforderungen nicht in vollem Umfang gerecht.Berührende Extensometer erreichen ihre Grenzen, und berührunglose Verfahren erscheinen aussichtsreich, bestehende Nachteile auszugleichen. In der Vergangenheit sind einige Versuche unternommen worden, mittels Lasermeßtechnik in den Hochtemperaturbereich vorzudringen, wobei jedoch die praktische Anwendbarkeit bisher sehr beschränkt blieb. Ausgehend von umfangreichen Erfahrungen bei der holografisch-interferometrischen Werkstoffprüfung und im Zusammenhang mit der Forderung, Dehnungen oberhalb 1500 Grad C feldweise zu erfassen, wurde in diesem Projekt die digitale Specklemusterinterferometrie (DSPI) weiterentwickelt. Am Anfang standen theoretische Überlegungen zum gesamtern Umgebungseinfluß und die Konzipierung geeigneter Hochtemperaturtests für dessen experimentelle Analyse. Umfangreiche Vorversuche dienten dazu, folgende Einflußparameter systematisch zu untersuchen: thermische Strahlung, Instabilität der Mikrostruktur sowie Starrkörperbewegung. Der Beitrag enthält die wesentlichen Resultate und es werden Maßnahmen beschrieben, die geeignet sind, Störeinflüsse zu unterdrücken oder völlig auszuschließen. Unter Verwendung der Erkenntnisse aus den Vorversuchen wurde ein Interferometer entwickelt und in eine Werkstoffprüfmaschine integriert. Dieses Prototypsystern wurde benutzt, um C/SiC-Proben unter 4-Punkt-Biegebeanspruchung sowie im Druckversuch zu studieren. Als ein Ergebnis werden DSPI-Streifenmuster bei 1500 Grad C gezeigt, deren Qualität eine quantitative Dehnungsanalyse erlaubt. Auf diese Weise wurden Biegelinien und Spannungs-Dehnungs-Diagramme im Hochternperaturbereich erstellt. Abschließend fand eine Überprüfung des Prototypsystems durc h Vergleichsmessungen mit kontaktierenden Methoden statt. Die Ergebnisse in diesem Beitrag waren Teil des vom BMBF geförderten Projektes 03K1003D1.