Pendant de nombreuses années, l'Institut de physique expérimentale de l'Université de technologie de Graz et l'entreprise industrielle de Styrie Böhler Edelstahl ont mené des recherches conjointes sur la tension superficielle et la dépendance à la température de différents types d'acier. "Ces données sont d'une grande importance pour la science et l'industrie, " explique le physicien expérimentateur Gernot Pottlacher. " Il montre comment le matériau se comporte lorsqu'il est chauffé et refroidi, C'est, comment il passe de la phase solide à la phase liquide et vice-versa. » L'acier en particulier est le centre d'intérêt ici, car il sera nécessaire dans l'impression 3D laser métallique pour produire des composants en acier à l'aide de cette nouvelle technologie de refusion à l'avenir. Les méthodes d'examen conventionnelles ne fonctionnent que jusqu'à une certaine limite supérieure de température. A des températures plus élevées, des problèmes peuvent survenir avec le conteneur d'échantillon, telles que les interactions entre le conteneur et l'échantillon, et cela fausserait les résultats de mesure.

C'est pourquoi G. Pottlacher et son groupe de recherche utilisent la méthode de la lévitation, qui est utilisé pour étudier de tels matériaux. "Nous laissons les échantillons planer électromagnétiquement ou électrostatiquement et évitons ainsi le contact avec le conteneur d'échantillons." Sur Terre, la gravité n'est pas un élément tout à fait insignifiant, influencer les résultats de mesure, mais dans l'espace, cette influence s'évanouit, permettant de faire des mesures plus précises.

Contrôlé (et surveillé) depuis la Terre

Pour les expériences, l'équipe de Styrie travaille en collaboration avec des chercheurs japonais et américains et utilise le four à lévitation électrostatique, en abrégé ELF. ELF est une installation expérimentale de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) dans le module d'expérimentation japonais Kibo de la Station spatiale internationale. L'échantillon est introduit dans l'unité expérimentale et positionné en conséquence. Un laser chauffe ensuite et fait fondre l'échantillon d'acier flottant. Ensuite, divers capteurs mesurent la densité, tension superficielle et viscosité du matériau fondu. Lorsque le matériau se refroidit à nouveau, les chercheurs peuvent observer et mesurer ce processus de près, trop. L'expérience est contrôlée depuis la Terre, où G. Pottlacher et son équipe suivent l'événement en direct tandis que les données obtenues sont transmises directement via la liaison descendante.

Acier Böhler L331

"Afin d'être inclus dans une expérience à bord de l'ISS, le matériel doit déjà avoir été utilisé dans des voyages spatiaux, " dit G. Pottlacher. " Un collègue américain cherchait justement ce matériau sur lequel nous enquêtons. L'acier de type L331 a déjà été installé dans les moteurs de fusée et est, entre autres, produit par notre partenaire de longue date Böhler Edelstahl." Une fois les tests terminés, les données seront publiées par l'Université de technologie de Graz dans le cadre d'une thèse de grande envergure, comme l'explique G. Pottlacher :« Dans sa thèse, Peter Pichler étudie un ensemble de données complet d'un matériau sous forme liquide. Il l'a déjà analysé de différentes manières à cette fin. Maintenant, les données de l'ISS sont ajoutées, et à l'automne, l'échantillon d'acier sera à nouveau examiné en apesanteur à bord d'un avion en apesanteur."

L'expérience L331 ELF est une collaboration de différents chercheurs et instituts de recherche, dans lequel, en plus du groupe de travail de l'Université de technologie de Graz, les scientifiques suivants sont impliqués :Douglas Matson (Tufts University), Robert W. Hyers (Université du Massachusetts), Michael P. Sansoucie (NASA Marshall Space Flight Center), Hirohisa Oda (Agence japonaise d'exploration aérospatiale), Jannatun Nawer (Université Tufts), Hideki Saruwatari (Agence japonaise d'exploration aérospatiale), Chihiro Koyama (Agence japonaise d'exploration aérospatiale), Wolfgang Schützenhöfer (voestalpine BÖHLER Edelstahl GmbH &Co KG) et Siegfried Kleber (BÖHLER Edelstahl GmbH &Co KG).