download presentatie Bert Dillingh, TNO Industry & Techniek
download presentatie Bert Dillingh, TNO Industry & Techniek
download presentatie Bert Dillingh, TNO Industry & Techniek
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Vacuum-Cryogene Tribometer<br />
Wrijving & Slijtage onder Extreme Condities (Deel 1 van een drieluik)<br />
<strong>Bert</strong> <strong>Dillingh</strong> - <strong>TNO</strong> Industrie & <strong>Techniek</strong>
De <strong>TNO</strong> organisatie<br />
<strong>TNO</strong> Quality of<br />
Life<br />
<strong>TNO</strong> Defence,<br />
Security and<br />
Safety<br />
<strong>TNO</strong> Science and<br />
<strong>Industry</strong><br />
<strong>TNO</strong> Built<br />
Environment and<br />
Geosciences<br />
<strong>TNO</strong> Information<br />
and<br />
Communication<br />
Technology
Materiaalonderzoek binnen<br />
<strong>TNO</strong> Industrie & <strong>Techniek</strong><br />
Automotive<br />
Oil & Gas<br />
Materials<br />
Technology<br />
High<br />
Precision<br />
Engineering<br />
Mechatronics<br />
Equipment<br />
Monitoring<br />
Systems<br />
Holst<br />
Center<br />
Innovative<br />
Materials<br />
PMC (Glas)<br />
+DH<br />
Multilayer<br />
Devices<br />
Materials<br />
Performance<br />
synthesis, processing and characterization of materials
Kennisopbouwprogramma<br />
(BEST)<br />
Biocontact<br />
Surfaces for biocontact<br />
Extreme<br />
Materials for extreme conditions<br />
Smart<br />
Materials for smart surfaces<br />
Treatment<br />
Surface modification and deposition
Materiaalonderzoek onder<br />
extreme condities<br />
Centrale vraag:<br />
Hoe kan de levensduur van componenten<br />
worden verzekerd in steeds veeleisender<br />
applicaties welke onder extreme<br />
omstandigheden opereren
Extreme omstandigheden<br />
• Straling<br />
• Extreme temperaturen<br />
• Vacuüm<br />
• Agressieve media<br />
Space & Science (bijv. satelieten, ITER)<br />
High End Equipment (bijv. Wafer steppers)<br />
Kernfusiecentrale<br />
ITER
Casus: Nauwkeurig en betrouwbaar<br />
positioneren<br />
Aandachtspunten voor het positioneren op nanometer niveau<br />
• Adhesie<br />
– Vd Waals<br />
– Capillair<br />
– Elektrostatisch (+/-)<br />
– H-bond<br />
– Ruwheid<br />
• Stick-slip (statische wrijving vs dynamische wrijving)<br />
• Drift (statische wrijving)<br />
• Laterale stijfheid
Applicatieveld<br />
BepiColombo<br />
RT<br />
EUV<br />
lithography<br />
ExoMars<br />
Cryogenic<br />
Mechatronics<br />
4K<br />
Cryo-EM<br />
Ultra-High Vacuum<br />
Atmospheric
Huidige stand van technologie<br />
testfaciliteiten<br />
• Veelal maar één temperatuur<br />
• Soms in vacuüm,<br />
• In het geval cryogene temperaturen meestal ondergedompeld in LN2
Vacuum-Cryogene Tribometer<br />
Specificaties<br />
Environment<br />
• p < 10 -9 mbar op 123 K<br />
• T = 123...423 K (-150...+150ºC)<br />
• ∆T = 10±2 K/min<br />
• precision leak valves<br />
Tribologisch experiment<br />
• contact belasting ≤ 1 N<br />
• Glijsnelheid ≤ 1 m/s<br />
• Continue roterende beweging (volledig programmeerbare beweging)<br />
• Proefstuk : schijf Ø40×5 mm<br />
• Tip : pin of kogel ≤ Ø10 mm<br />
Analyses<br />
• RGA, optische microscopie door viewport
Uitdagingen<br />
• Cryogene roterende doorvoer<br />
– Thermische isolatie Ferrofluid<br />
– Cryogene roterende afdichtingen<br />
– Temperatuur monitoring roterende stage<br />
• Koel- en verwarmingsconcept<br />
– koel/verwarmingsmedium i.v.m. de extreme temperaturen (123K ~ 423K)<br />
– Koel- en opwarmsnelheid<br />
– Thermische uitzetting en krimp<br />
• Meetarmconcept<br />
– Thermische stabiliteit<br />
– Lange duur stabiliteit sensoriek
Ontwikkeling vacuum-cryogene<br />
Tribometer<br />
• <strong>TNO</strong> : ontwerp & beproevingen<br />
• D&M : fysieke realisatie opstelling<br />
• CryoZone : Koel/verwarmingsconcept
Koel-/verwarmconcept<br />
in vacuüm<br />
tribometer<br />
(pen-schijf)<br />
van pen<br />
Ferrotec doorvoer<br />
en motor<br />
naar pen<br />
naar/van<br />
warmtewisselaar<br />
naar schijf<br />
van schijf<br />
flow stikstofgas
De Vacuüm-Cryogene<br />
Tribometer<br />
Vacuümketel<br />
Cryogene<br />
roterende<br />
doorvoer<br />
Cryogeen gaskoelings /<br />
verwarmingsysteem
Meetarm Cryogene Tribometer<br />
pin<br />
Ø 40 mm disk<br />
base plate<br />
weights<br />
force<br />
transducer<br />
cooling channel
Enige Resultaten<br />
• 1000 mbar RT 10 -4 mbar RT<br />
• 10 -4 mbar -150°C 10 -4 mbar RT TiN<br />
100Cr6 vs 316L<br />
100Cr6 vs 316L<br />
100Cr6 vs 316L<br />
TiN vs 316L
Bedankt voor aandacht!<br />
Voor meer informatie:<br />
<strong>Bert</strong> <strong>Dillingh</strong> – <strong>TNO</strong> Industrie & <strong>Techniek</strong><br />
T: 040 265 04 27<br />
E: bert.dillingh@tno.nl
Change language