Mikro-Schertester (µST)

Der Mikro-Schertester wurde am iPAT entwickelt um die Fließeigenschaften von kleinsten Pulvermengen zu bestimmen. Im Gegensatz zu den in der Industrie und Wissenschaft etablierten Schergeräten kann mit dem µST ein Volumen zwischen 6 und 15 µl untersucht werden. Daher eignet sich der µST hervorragend für das Screening von neuartigen Materialien die nicht in großen Mengen vorhanden sind oder produziert werden können. Außerdem ist der µST in der Lage in situ Messungen innerhalb eines Mikro-Röntgentomographen vorzunehmen um Untersuchungen der Mikrostruktur im Meso- und Partikelskalenbereich durchzuführen. Generell wird mit dem Mikro-Schertester eine relative Rotationsbewegung bei torsionaler Geometrie zwischen dem oberen und unteren Stempel erzeugt die zu einer Deformation durch Scherbeanspruchung der Pulverprobe führt. Die Induzierung der Kraft auf die Probe erfolgt durch sehr fein regelbare Piezomotoren. Hierbei besteht eine Entkopplung von Kraftinduzierung auf die Probe (oberer Stempel) und der Messung von Kräften für die Bestimmung der Fließeigenschaften (unterer Stempel). Die derartige Entkopplung führt zu einer deutlichen Reduzierung von Störfaktoren wie zum Beispiel der Reibung an Bauteilen. Der untere Stempel ausgelegt für die Messung des Drehmomentes und der Normalspannung ist hierfür durch ein Luftlager reibungsfrei gelagert. Der µST besitzt dabei eine erstaunliche Mess- und Ausrichtungsgenauigkeit von unter einem µm in der Positionierung. Die Auflösung der Kraftmessung erfolgt auf weniger als einem mN und der Messbereich des Drehmomentes liegt bei weniger als einem nNm. Der µST ist dabei in der Lage Normal- und Schubspannungen im Bereich zwischen 0,1 – 20 kPa auf die Probe aufzubringen.

Mikroschertester

Abbildung: Mikro-Schertester mit Glaskapillare als Probenkammer