Sì, è una cosa spaziale, e non finisce qui. In questo Q&A, gli esperti di MTS parlano dei criogeni e dei test di materiali in ambiente criogenico.
D. Perché gli scienziati dei materiali e i ricercatori parlano di criogenica?
R. Il crescente interesse per i viaggi nello spazio e per i trasporti terrestri alimentati da energie innovative sta creando una domanda per materiali in grado di resistere a condizioni criogeniche. I sistemi di alimentazione per razzi e veicoli spaziali, così come i magneti superconduttori per i treni maglev, richiedono tutti un raffreddamento criogenico fornito da gas liquefatti. Questi criogeni vengono creati e mantenuti allo stato liquido a temperature estremamente basse: Da -150 °C a -273 °C (da -238 °F a -460 °F) o inferiori a 120 Kelvin.
D. Quali sono alcuni esempi di criogeni e quali dei loro utilizzi?
R. L'azoto liquido, l'elio liquido, l'idrogeno liquido e l'ossigeno liquido sono usati comunemente nelle applicazioni criogeniche. Questi criogeni sono fondamentali per i settori più diversi come quello agricolo, quello medico, dei trasporti e dell'esplorazione spaziale. Vengono utilizzati per mantenere al fresco grandi quantità di alimenti, per conservare prodotti confezionati, per raffreddare i magneti nelle macchine per la risonanza magnetica, per fornire raffreddamento rigenerante ai motori dei razzi e anche per utilizzare gli acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider mantenendo i suoi magneti superconduttori alla giusta temperatura.
D. Oltre al raffreddamento, ci sono altri usi dei criogeni?
R. Sì, un altro utilizzo dei criogeni è il trasporto e lo stoccaggio compatto ed efficiente dei gas. Ad esempio, l'idrogeno gassoso viene utilizzato come combustibile per i razzi e per alimentare le celle di carburante in alcuni veicoli elettrici (FCEV) ma trasportare grandi quantità di idrogeno gassoso è complicato e costoso e richiede una pressurizzazione per essere erogato come gas compresso. Trasformare l'idrogeno gassoso in idrogeno liquido è un altro modo di ridurre il suo volume per un trasporto e uno stoccaggio più semplici.
D. Perché sempre più persone sono interessate ai test di materiali a temperature criogeniche?
R. I materiali hanno prestazioni differenti quando si trovano a temperature molto basse e in alcuni casi possono essere resi ancora più fragili dall'esposizione all'idrogeno. I test sono essenziali per assicurarsi che i materiali che entrano a contatto con i criogeni durante lo stoccaggio, il trasporto e le applicazioni di uso finali possano essere utilizzati tranquillamente.
D. Che soluzioni offre MTS per i test in ambienti criogenici?
R. MTS offre soluzioni per valutare il comportamento di un materiale in condizioni criogeniche a pressione atmosferica. Con un sistema di test MTS Landmark®, è possibile misurare la risposta dei materiali alla tensione, alla compressione o alla fatica di tensione/compressione in un ambiente criogenico di azoto liquido o elio liquido.
Soluzioni per i test criogenici
MTS può fornire un sistema chiavi in mano completo di un allestimento adatto e di un criostato che funziona con azoto o elio liquido. La nostra offerta standard prevede l'allestimento di prove di trazione e tensione-fatica per campioni con filettatura tonda o con estremità a bottone. Altre opzioni di allestimento includono dispositivi per prove di compressione e prove di fatica tensione-compressione per campioni rotondi filettati o piatti.
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Telaio di carico MTS Landmark 100 kN or 250 kN Robusto sistema di test dinamico che può essere configurato con colonne estese e un attuatore montato su traversa per ospitare dispositivi più alti, come un criostato, e una piastra di base con scanalatura a T per montare saldamente il criostato.
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