Under många år, Institutet för experimentell fysik vid Graz tekniska högskola och det Steiermark industriföretaget Böhler Edelstahl har bedrivit gemensam forskning om ytspänning och temperaturberoende hos olika ståltyper. "Denna data är av stor betydelse för både vetenskap och industri, " förklarar experimentfysikern Gernot Pottlacher. "Det visar hur materialet beter sig när det värms och kyls, det är, hur det förändras från den fasta till den flytande fasen och tillbaka igen." Särskilt stål är i fokus här, eftersom det kommer att behövas i metallisk laser 3-D-utskrift för att producera stålkomponenter med denna nya omsmältningsteknik i framtiden. Konventionella undersökningsmetoder fungerar bara upp till en viss övre temperaturgräns. Vid högre temperaturer, problem kan uppstå med provbehållaren, såsom interaktioner mellan behållaren och provet, och detta skulle förfalska mätresultaten.

Det är därför G. Pottlacher och hans forskargrupp använder levitationsmetoden, som används för att studera sådant material. "Vi låter proverna sväva elektromagnetiskt eller elektrostatiskt och undviker därmed kontakt med provbehållaren." På jorden, gravitationen är inte en obetydlig komponent helt och hållet, påverka mätresultaten, men i rymden, detta inflytande försvinner, så att mer exakta mätningar kan göras.

Styrd (och bevakad) från jorden

För experimenten, Styrian-teamet arbetar tillsammans med japanska och amerikansk-amerikanska forskare och använder Electrostatic Levitation Furnace – ELF förkortat. ELF är en experimentell uppsättning av Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) i den japanska experimentmodulen Kibo vid den internationella rymdstationen. Provet matas in i experimentenheten och placeras därefter. En laser värmer och smälter sedan det flytande stålprovet. Senare, olika sensorer mäter densiteten, ytspänning och viskositet hos det smälta materialet. När materialet svalnar igen, forskarna kan observera och mäta denna process noggrant, för. Experimentet styrs från jorden, där G. Pottlacher och hans team följer evenemanget live medan erhållen data skickas vidare direkt via nedlänk.

Böhler stål L331

"För att inkluderas i ett experiment ombord på ISS, materialet måste redan ha använts i rymdresor, " säger G. Pottlacher. "En amerikansk kollega letade efter exakt det här materialet som vi undersöker. Stålet av L331-typ har redan installerats i raketmotorer och är, bland andra, producerad av vår mångåriga partner Böhler Edelstahl." När testerna har slutförts, data kommer att publiceras av Graz University of Technology som en del av en omfattande avhandling, som G. Pottlacher förklarar:"I sin avhandling, Peter Pichler undersöker en komplett datamängd av ett material i flytande form. Han har redan analyserat det på många olika sätt för detta ändamål. Nu läggs data från ISS till, och till hösten kommer stålprovet att undersökas igen i nollviktskraft ombord på ett flygplan med reducerad tyngdkraft."

L331 ELF-experimentet är ett samarbete mellan olika forskare och forskningsinstitutioner, där förutom arbetsgruppen vid Graz tekniska universitet, följande vetenskapsmän är involverade:Douglas Matson (Tufts University), Robert W. Hyers (University of Massachusetts), Michael P. Sansoucie (NASA Marshall Space Flight Center), Hirohisa Oda (Japan Aerospace Exploration Agency), Jannatun Nawer (Tufts University), Hideki Saruwatari (Japan Aerospace Exploration Agency), Chihiro Koyama (Japan Aerospace Exploration Agency), Wolfgang Schützenhöfer (voestalpine BÖHLER Edelstahl GmbH &Co KG) och Siegfried Kleber (BÖHLER Edelstahl GmbH &Co KG).