Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanoblitzen auf der Spur

27.11.2006
Ein Gewitter braut sich zusammen. Hunderttausende von elektrischen Entladungen pro Sekunde. Ein Blitz folgt dem nächsten und jeder einzelne Einschlag hinterlässt Spuren. Das Resultat ist ein Krater auf der Oberfläche.

Dieses Szenario spielt sich nicht am Himmel ab, sondern in unserem Alltag. Nanoblitze – mikroskopisch klein – begegnen uns bei Schaltern aller Art. Man kennt sie als Licht- oder Geräteschalter, als Leitungsschutzschalter in Wohnungen und Gebäuden, als Relais zur gleichzeitigen Schaltung von mehreren Stromkreisen in Verkehrsmitteln und Maschinen sowie als Hochspannungsschutzschalter für höchste Beanspruchungen. Alle diese Bauteile haben eine gemeinsame Grundeinheit – den Schaltkontakt.

Bei jedem Schaltvorgang entsteht ein Lichtbogen zwischen den Kontakten, ein Blitz. Vergleicht man die Ströme mit einem Atmosphärenblitz (~ 20.000 A), so kann man erkennen, dass extreme Kräfte auf die Kontakte wirken. Je nach dem wie oft diese Blitze beim Ein- und Ausschalten erzeugt werden, kann das Material erheblichen Schaden nehmen. Elektroerosion nennt man diesen Prozess, mit dem sich Saarbrücker Werkstoffwissenschaftler zusammen mit Partnern aus der Industrie beschäftigen.

Doch nicht nur die Elektroerosion verursacht Materialschäden, auch mechanische Belastungen, wie zum Beispiel Erschütterungen oder Reibungen, denen Schalter unter Umständen ausgesetzt sind, schädigen das Material zusätzlich. Die Folge: Die Funktion der Schalter und Kontakte ist nicht mehr gewährleistet und damit auch nicht mehr die Zuverlässigkeit elektrischer Geräte.

Um die Schädigungen am Material zu verringern, bestehen heutige Kontaktwerkstoffe zu 80 Prozent aus Silber. Ziel ist es, optimierte Werkstoffe zu entwickeln, in dem man dem Silber andere Kontaktwerkstoffe beimischt, um so den Verbrauch von Edelmetallen zu verringern und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit der Kontakte und Schalter zu steigern und die Lebensdauer zu erhöhen.

Hier setzen die Wissenschaftler am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes an, deren Aufgabe in der 3D-Werkstoffanalyse und der Charakterisierung der Kontaktwerkstoffe besteht sowie in der Untersuchung der vom Lichtbogen geschädigten Bereiche. Das dort verfügbare sogenannte Nanolab ermöglicht es, die Mikrostruktur der Werkstoffe bis in den Nanometerbereich in drei Dimensionen zu untersuchen und die in der Regel sehr kleinen Schädigungsbereiche zielgenau zu präparieren, zu analysieren und zu charakterisieren. Auf diese Weise erlangt man ein detailliertes Verständnis von Schädigungsmechanismen durch Lichtbögen und der Auswirkungen unterschiedlicher Stoffe, ihrer Größe und ihrer Verteilungen auf den Kontaktwerkstoff. Daraus lassen sich Modelle für die großtechnische Produktion ableiten und in die Wirtschaft überführen.

Kontakt:
Herr Dr. Flavio Soldera
Herr Dipl.-Ing. Christian Selzner
Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe
Universität des Saarlandes
Im Stadtwald
66123 Saarbrücken
Tel. (06 81) 3 02-34 38
E-Mail: f.soldera@matsci.uni-sb.de

Helga Hansen | Innovationseinblicke Saarland
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de/fak8/fuwe
http://www.innovation.saarland.de

Weitere Berichte zu: Blitz Elektroerosion Kontaktwerkstoff Lichtbogen Schalter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Perowskit-Solarzellen: Es muss gar nicht perfekt sein
15.01.2018 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Fraunhofer IMWS testet umweltfreundliche Mikroplastik-Alternativen in Kosmetikartikeln
11.01.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

18.01.2018 | Informationstechnologie

Optimierter Einsatz magnetischer Bauteile - Seminar „Magnettechnik Magnetwerkstoffe“

18.01.2018 | Seminare Workshops

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten