Hamburg 2001 – scientific programme

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M: Metallphysik

M 33: Postersitzung

M 33.5: Poster

Thursday, March 29, 2001, 15:15–19:00, Foyer S4, CCH

Aufbau eines elektrostatischen Positionierers zum behälterlosen Prozessieren von Schmelzen — •Tilo Meister¹, Georg Lohöfer¹, Dieter M. Herlach¹ und Heinz Unbehauen² — ¹Institut für Raumsimulation, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, D-51170 Köln — ²Lehrstuhl für Elektrische Steuerung und Regelung, Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum

Zur Reduzierung von Verunreinigungen einer Schmelze durch Reaktionen mit Tiegelmaterialien werden berührungsfreie Schmelz- und Erstarrungsverfahren eingesetzt, bei denen die zu untersuchenden Proben ohne jeglichen Kontakt mit Behälterwänden prozessiert werden können. Neben der Reinheit der Proben ist die Verminderung heterogener Keimbildung von großer Bedeutung. Ein Verfahren zum behälterlosen Prozessieren von Schmelzen ist die elektrostatische Levitation. Sie beruht auf der Wirkung der Coulomb-Kraft auf eine geladene Probe in einem elektrostatischen Feld und ermöglicht die berührungsfreie Positionierung und das Aufschmelzen von Metallen und elektrisch nichtleitenden Materialien im Vakuum. Bei der elektrostatischen Levitation befindet sich die Probe stets in einem instabilen Gleichgewicht. Daher stellen die Lageerfassung und die Regelung der Felder, die die Probe tragen und positionieren, wesentliche Probleme der elektrostatischen Positionierung dar. Während des Aufheiz- und Abkühlvorganges sind zusätzlich Ladungsänderungen der Proben zu berücksichtigen, die ein Verstellen der Reglerparameter erfordern. Zur Lösung dieser Probleme sind adaptive Regler entworfen worden, die sich an die zeitlich sich ändernden Betriebsbedingungen anpassen.