Anwendung Flüssiger Kristalle in der Materialprüfung

Hampel, Bruno

doi:10.1002/mawe.19720030308

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“…In den nachfolgend beschriebenen Versuchen wurden zur Darstellung der Temperaturfelder Folien, die mit cholesteri-nischen Fliissigkristallen beschichtet waren, auf die Proben aufgeklebt. Cholesterinische Fliissigkristalle sind organische Substanzen, die die Fahigkeit haben, Licht selektiv zu reflektieren [12].…”

Section: Warmefluherfahrenunclassified

Zerstörungsfreie, quantitative Bestimmung von innenliegenden Fehlern mit dem Wärmeflußverfahren

Frick

1986

Materialwissenschaft Werkst

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gleich verschiedener Werkstoffe erlaubt. Fur den Stahl X 22 CrMoV 12 1 wurde eine Wechselfestigkeit von 400 MPa, fiir X 12 CrNiWTi 16 13 (getempert) ein Wert von 340 MPa angenommen. Erreicht die normierte Dehnungsamplitude den Wert 1, so ist das Bauteil ermiidungsgefahrdet. Je hoher das Produkt E * 6 ist, bei dem die normierte Dehnungsamplitude den Wert 1 erreicht, desto besser ist der Werkstoff geeignet, um bei Resonanzerregung eingesetzt zu werden. Falls das Bauteil einer Mittelspannung ausgesetzt ist, miissen die bei der entsprechenden Mittelspannung gemessenen Dampfungen und Schwingfestigkeiten herangezogen werden. Dank Die Verfasser bedanken sich bei Herrn W. Weber fiir die sorgfaltige Durchfiihrung der Dampfungsmessungen und bei den Herren Dr. H. Rydstad und Dr. J. Albrecht fiir viele niitzliche Hinweise. Die vorliegenden Untersuchungen wurden am Brown Boveri Forschungszentrum in Baden (Schweiz) durchgefiihrt. Das WarmefluBverfahren mit cholesterinischen Flussigkristallfolien als Temperaturindikator ist ein einfach handhabbares, kostengunstiges zerstorungsfreies Priifverfahren. Mit diesem Verfahren konnen Bauteile flachig auf Fehlstellen untersucht werden. Die bislang unberiicksichtigte Moglichkeit im stationaren thermischen Zustand zu priifen, erlaubt die erhaltenen Thermogramme quantitativ auszuwerten. Dadurch kann aus den Thermogrammen GroBe und Tiefenlage bestimmt werden. Es ist zu erwarten, daB die Bedeutung des beschriebenen thermographischen Verfahrens durch die erweiterte Aussagefahigkeit deutlich zunehmen wird. Nondestructive, Quantitative Evaluation of Internal Imperfections by Thermal Flux MethodThe thermal heat flux method with cholesterol liquid crystals to indicate the temperature is a nondestructive testing method, easy to handle and inexpensive. It is possible to inspect parts in the area. If the testing condition are chosen that there is thermal equilibrium the thermographs can be evaluated quantitative. This is the fact that the method not only detect a flaw but also the size and depth can be estimated. We will expect that the importance of thermography will grow up by the written improvement.292

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Section: Warmefluherfahrenunclassified

Zerstörungsfreie, quantitative Bestimmung von innenliegenden Fehlern mit dem Wärmeflußverfahren

Frick

1986

Materialwissenschaft Werkst

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Thermography Using Liquid Crystals

Gleeson¹

1998

Handbook of Liquid Crystals Set

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The dramatic variation of liquid crystalline properties with respect to temperature has resulted in the widespread use of cholesteric (chiral nematic) liquid crystals for thermography. The property that has been exploited most in liquid crystal thermography is the critical temperature dependence of the selective reflection from cholesteric liquid crystals, though other temperature dependent properties of mesophases have been utilized (e.g. the birefringence of nematic systems and selective reflection from other chiral phases). The helicoidal structure of cholesteric materials results in the selective reflection of visible light within a band of wavelengths of width Ahcentered at a wavelength ho, such that:Here, p is the pitch of the helical structure, An is the birefringence of the medium and ii is the average refractive index, (no + n J 2 .The temperature range over which the cholesteric material selectively reflects visible light is known as the colorplay of the material. The temperature dependence of the selective reflection from a cholesteric material is a consequence of the temperature variation of the pitch of the system, defined by the twist elastic constants. A critical divergence of the selective reflection occurs if a cholesteric material cools when an underlying SmA phase is approached. This happens because the twist deformation is not allowed within a SmA phase, and the twist elastic constants (and therefore pitch) show pretransitional divergence. The pitch of the system increases rapidly as the temperature reduces towards the SmA phase transition temperature, typically resulting in the reflection of red light at lower temperatures. In cholesteric materials without a SmA phase, the critical divergence of the selective reflection is less pronounced. Indeed, in some materials the selective reflection is at a constant wavelength over the entire temperature range. Thus materials that exhibit a low lying SmA phase possess the most useful thermal properties for most thermography applications, though temperature insensitive materials have found application as shear sensitive systems (see Sec. 3.3). At higher temperatures within the cholesteric phase (above any pretransitiona1 region) the pitch may either increase or decrease with increasing temperature, due

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