Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Möglichkeiten f. extremen, flächigen Temperaturschock?


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von Klabautermann (Gast)


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Hallo Leute, hat mir jemand ne Idee, wie man eine (schwarze) Fläche 
innerhalb von  ca. 0,1 - 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
Die Fläche wäre max. ca. 30x40cm groß.

Laser wollte ich ausschließen und so partielle Sachen wie 
Schweißbrennerflamme ebenso.

Die Fläche sollte relativ gleichmäßig auf diese Temperatur kommen, ohne 
das darunterliegende Material stark thermisch zu belasten.


Danke für eventuelle Tips!

Und richtig, mir sind die üblichen offtopic-Hinweise zum Thema 
Nettiquette, Bildgröße, Trollalarm usw. vollkommen gleichgültig, spart 
euch einfach die Tipperei!

von Klabautermann (Gast)


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Die zu erhitzende Schicht wäre nur ca. 20um stark.

von topkek (Gast)


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von Noch einer (Gast)


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Wenn du uns nur die Temperatur, nicht aber die erforderliche Energie 
nennst, werden dir nur Trolle antworten.

: Wiederhergestellt durch Moderator
von Timo (Gast)


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Klabautermann schrieb:
> Die zu erhitzende Schicht wäre nur ca. 20um stark.

und wie gut ist die Wärmeleitung darunter? Wie groß ist die 
Erforderliche Leistung?

Bei einer schwarzen Fläche würde ich über eine "Beleuchtung" Nachdenken. 
Starke Xenon-Blitze erzeugen auf dunklen Flächen durchaus hohe 
Temperaturen.

von Zoltan (Gast)


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Aus welchem Material ist denn die Fläche und welche thermische Kapazität 
hat sie?

Ansonsten: Irgendeine Substanz die bei 500°C flüssig ist auf 500°C 
erhitzen und flächig drübergießen :-)

von lalala (Gast)


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30x40x1cm großen Metallblock auf 500 Grad erhitzen. Danach vollflächig 
kurz berühren.

von Der Andere (Gast)


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Klabautermann schrieb:
> 0,1 - 1 Sekunde

so lange braucht eine Infrarotheizwendel um auf Temperatur zu kommen.

Du kannst Knallgas dranleiten und zünden.

Da es hochgeheim ist und ein zukünfitger Nobelpreisträger hier gepostet 
hat frage ich mal nicht was du genau machen willst.
Und erspare mit die Tipperei :-)

von Klabautermann (Gast)


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Zoltan schrieb:
> Irgendeine Substanz die bei 500°C flüssig ist auf 500°C
> erhitzen und flächig drübergießen

Ja klar, aber das wären Metalle, da hat man zumindest beim 
Bastler-Stadium immer schnell viel Krätze.

Suche schon was Praktischeres, wie z.B. eine extrem starke Lichtquelle 
o.ä.

von Klabautermann (Gast)


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lalala schrieb:
> 30x40x1cm großen Metallblock auf 500 Grad erhitzen. Danach vollflächig
> kurz berühren.

Theoretisch ja, praktisch nicht. So exakte plan ist das Material 
natürlich nicht.

von aGast (Gast)


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Rosenmontag und Salamitaktik gepaart mit einem hochgeheimen Hightech 
Projekt.

Wirf es in einen Vulkan, dann wirds schnell warm.

von Bitwurschtler (Gast)


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Klabautermann schrieb:
> Hallo Leute, hat mir jemand ne Idee, wie man eine (schwarze) Fläche
> innerhalb von  ca. 0,1 - 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
> Die Fläche wäre max. ca. 30x40cm groß.

Halbleiterei verwendet Blitzlampen dafür, wohl so ähnlich wie diese:
https://www.pressebox.de/pressemitteilung/polytec-gmbh/UV-Blitzlampe-fuer-grossflaechiges-Sintern-und-UV-Haerten/boxid/650848

von Aha? (Gast)


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Ich würde sagen, das ginge mit Infrarot oder normalem Licht.

Wie groß der nötige Lichtstrom ist, müsstest du wohl selber klären. 
Technisch möglich ist das sicher, vermutlich aber recht kostenintensiv.

Alternative1 :
Heiße Luft oder Propan. Ob das schnell genug geht? Bei 500°? 
Vielleicht...

Alternative2 :
Eine Flüssigkeit auf 500°C erwärmen und das eintauchen.
Ob es ein Öl für 500°C gibt, weiß ich nicht. Musst halt flüssiges Zinn 
nehmen, oder ein Salz.

Alternative3:
pack den Aufbau in einen Druckfesten Behäter, und erhöhe den Druck 
schlagartig. Dadurch sind so hohe Temperaturen ebenfalls machbar 
(pneumatisches Feuerzug).

Ob was mit Strom oder Mikrowellen geht, müsstest du uns sagen.


Klingt alles furchtbar teuer und gefährlich.

von Bernd F. (metallfunk)


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Klabautermann schrieb:
> lalala schrieb:
>> 30x40x1cm großen Metallblock auf 500 Grad erhitzen. Danach vollflächig
>> kurz berühren.
>
> Theoretisch ja, praktisch nicht. So exakte plan ist das Material
> natürlich nicht.

Nun zier dich mal nicht so, gib mal Details her.

Wozu soll das gut sein?

Mit extremen Halogen oder Xenonstrahlern ging da schon was.
Aber, wo ist der technische Hintergrund?

Auch ein hochaufgeheiztes Gas schafft beim Fluten diese Temperatur.
Eine Flüssigkeit noch viel besser.

Da gibt es doch so ein Sonnenkraftwerk in Frankreich. Die lachen
über deine Anforderungen.

Grüße Bernd

von Georg (Gast)


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Der Andere schrieb:
> so lange braucht eine Infrarotheizwendel um auf Temperatur zu kommen.

Das gilt wohl für alle in Frage kommenden Lampen. Ich halte Infrarot 
oder Licht auch für die aussichtsreichste Methode, aber da müsste man 
mit einer Blende arbeiten, die sich blitzartig öffnet, wenn die Strahler 
auf Arbeitstemperatur sind. Durchaus machbar aber schwer zu regeln, man 
muss wohl experimentieren, mit welchen Parametern man 500 Grad erreicht.

Georg

von justajoke (Gast)


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Vielleicht mit einer oder mehrerer dieser Lampen + Reflektor.
https://www.youtube.com/watch?v=LT5_-A0m8_U
Oder wenns billig sein soll, einfach einen ordentlichen Kurzschluss vor 
der Platte.

von Wolfgang (Gast)


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Bernd F. schrieb:
> Da gibt es doch so ein Sonnenkraftwerk in Frankreich. Die lachen
> über deine Anforderungen.

Und ich dachte immer, das Planta Solar 10 stände bei Sevilla. Um die 
Leistung schnell genung zu schalten, dürfte sich das gute alte 
Shutterprinzip von Signallampen bewähren, allerdings nicht im Fokus, 
sondern bei jedem Spiegel ;-)
http://www.qrpforum.de/index.php?page=Attachment&attachmentID=2746

von Timo (Gast)


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Georg schrieb:
> Das gilt wohl für alle in Frage kommenden Lampen.
nicht ganz. Gasentladungslampen können durchaus sehr schnell.
siehe z.B. auch den oben verlinkten industrie UV Blitz (ist aber zum 
aushärten von UV Lack)

Georg schrieb:
> Ich halte Infrarot
> oder Licht auch für die aussichtsreichste Methode, aber da müsste man
> mit einer Blende arbeiten, die sich blitzartig öffnet, wenn die Strahler
> auf Arbeitstemperatur sind.

Ohne genau Anforderungen ists natürlich unmöglich. Aber ich würde immer 
noch eine Blitzröhre probieren. Das lässt sich durchaus gut regeln 
(siehe z.B Blitze für Fotografie, 1/10s ist da gar nix, Präzision ist da 
mehr als ausreichen). Eine Röhre aus einem Leistungsfähigen Stroboskop 
(z.B. http://www.hungaroflash.com/quasar-pro.html, 
http://www.hungaroflash.com/t-light-pro-127.html) sollte aus nächster 
nähe genug Power haben, um die Oberfläche auf Temperatur zu bringen. 
Sonst halt mehrere Röhren nebeneinander.

von Klabautermann (Gast)


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Timo schrieb:
> Eine Röhre aus einem Leistungsfähigen Stroboskop
> (z.B. http://www.hungaroflash.com/quasar-pro.html,
> http://www.hungaroflash.com/t-light-pro-127.html) sollte aus nächster
> nähe genug Power haben, um die Oberfläche auf Temperatur zu bringen.
> Sonst halt mehrere Röhren nebeneinander.

Nicht wirklich. Habe früher viel mit Stroboskopen gebastelt. Zwar nicht 
diese ganz langen, heutigen Exemplare, aber doch schon diese großen 
1000Ws-Ringe. Da war bei Einzelblitzen nie eine nennenswerte Wärme 
spürbar.
Möglicherweise hätten die grundsätzlich schon genug Strahlungsenergie, 
aber die Pulse sind eben extrem kurz.

Es würde evtl. auch ein fast weiß glühender Draht machen, mit Spiegel 
dahinter. Dieses Gebilde müsste man dann gleichmäßig über die Platte 
ziehen. Bedeutet aber wieder etwas Aufwand für die Mechanik.

Am liebsten wäre mir irgendeine Lampe, die kurzzeitig enorm überlastbar 
ist.
Dann Zwischenspeichern der Energie in Kondensatoren, und ab geht die 
Luzi...

von A. S. (achs)


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Wenn 1000 Watt pro Quadratmeter reichen, habe ich einen ganz simplen 
vorschlag! Ohne Energiekosten!

von 2kf (Gast)


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>Wenn 1000 Watt pro Quadratmeter reichen, habe ich einen ganz simplen
>vorschlag! Ohne Energiekosten!
Und Du bist sicher, dass ein schwarzer Körper innerhalb 100ms auf 
500Grad erhitzt wird?

von Bernd F. (metallfunk)


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2kf schrieb:
>>Wenn 1000 Watt pro Quadratmeter reichen, habe ich einen ganz simplen
>>vorschlag! Ohne Energiekosten!
> Und Du bist sicher, dass ein schwarzer Körper innerhalb 100ms auf
> 500Grad erhitzt wird?


Schreib doch mal, wo der tiefere Sinn ist. Oder was da so schnell
erwärmt werden soll.

Ich hätte da noch den Autogenbrenner in der Werkstatt. Mit größter
Düse und mehr als 2000 Grad ist das Ding auch schnell heiß.

Eine so extreme Erwärmung der Oberfläche in so kurzer Zeit sprengt
jedes Material!

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
von MiWi (Gast)


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Klabautermann schrieb:
> Hallo Leute, hat mir jemand ne Idee, wie man eine (schwarze) Fläche
> innerhalb von  ca. 0,1 - 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
> Die Fläche wäre max. ca. 30x40cm groß.
>
> Laser wollte ich ausschließen und so partielle Sachen wie
> Schweißbrennerflamme ebenso.
>
> Die Fläche sollte relativ gleichmäßig auf diese Temperatur kommen, ohne
> das darunterliegende Material stark thermisch zu belasten.
>
>
> Danke für eventuelle Tips!
>
> Und richtig, mir sind die üblichen offtopic-Hinweise zum Thema
> Nettiquette, Bildgröße, Trollalarm usw. vollkommen gleichgültig, spart
> euch einfach die Tipperei!

Ich hab Dir keine Idee, denn wer von vornherein alles ablehnt was üblich 
sein sollte hat einfach pech...


... und so spar ich Dir auch den Rat wie Du den Krempel bauen kannst mit 
dem sowas mit fast beliebiger Fläche machbar ist.

Das funktioniert sogar binnen 80ms, Temperatur per se ist allerdings 
schlecht regelbar (wobei... mit so einer neumodischen FLIR@60Hz sollte 
das auch gehen, ist bei unserem Prozess jedoch nicht nötig), in der 
Fläche auch fast beliebig skalierbar und nicht sonderlich kompliziert 
und erfreulicherweise auch langlebig.

btw: wir verschweißen damit gewisse Materialien.


Tja, so ist das mit den Ausschlußkriterien :-)

MiWi

von Pandur S. (jetztnicht)


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Trollalarm .. ein duemmliches Projekt.

Ein moeglicher Ansatz waere zB Thermit 
(https://en.wikipedia.org/wiki/Thermit) : Man braucht's um Bahnschienen 
zu verschweissen. Durch Abstimmen der Menge auf die zu heizende 
Waermekapazitaet koennte man nach ein paar Versuchen optimieren, dass es 
bei 500 Grad stopt.

Thermisch nicht belastet ... ja, ja.

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Sapperlot W. schrieb:
> Durch Abstimmen der Menge auf die zu heizende
> Waermekapazitaet

Bei 20µ Dicke?

Georg

von Christian K. (Gast)


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Sind nach meiner Rechnung ohne Verluste ca. 4kJ Energie, d.h. für 0.1 
Sekunden sinds 40KW an Leistung, die Du in deine Kupferfolie in 0.1 
Sekunden einbringen willst. Nun kannst Du mit einem schwarzen Strahler 
rechnen welche Temperatur du für reinen Strahlungstransport benötigst, 
oder Du hast einen Laser oberhalb 4KJ zur Verfügung. Mit Wirbelströmen 
wirds auch gehen, wenn deine Kupferfläche keine Unterbrechnungen oder 
Leiterbahnen hat.

von Christian K. (Gast)


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Eine schwarze Platte gleicher Größe, die ihre gesamte Strahlungsenergie 
an deine Kupferfolie abgibt, muß so um die 1000 Grad Celsius Temperatur 
haben.
Also etwas zum Handhaben mit Schmiedezangen.

von BastelIng (Gast)


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HAST

Hot
Air
Shock
Test

das ist eine Art Klimaprüfkammer, die eine Zweite "Lufterwärmungs / 
Abkühlkammer daneben hat, in welcher ca 1 Kubikmeter Luft mit ca. 50kW 
erwärmt oder abgekühlt wird. (Zirkuliert darin lustig über Riesenlüfter)

Dann gehen die Verbindungsklappen pneumatisch zum Testraum auf - und die 
Hitze oder Kälte fällt als Wüsten oder Polarsturm über Deinen Prüfling 
her....

Hersteller wäre z.B. Thermotron.

Viel Spaß..

von Georg (Gast)


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BastelIng schrieb:
> und die
> Hitze oder Kälte fällt als Wüsten oder Polarsturm

Auch der schlimmste Polarsturm überfällt einen nicht in 0,1 Sekunden. 
Jedenfalls bisher nicht, aber wenn die Klimaänderung so weiter geht...

Georg

von Thomas B. (thombde)


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Klabautermann schrieb:
> Hallo Leute, hat mir jemand ne Idee, wie man eine (schwarze) Fläche
> innerhalb von  ca. 0,1 - 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
> Die Fläche wäre max. ca. 30x40cm groß.

Aus was besteht denn die schwarze Oberfläche?
Und vor allem, was ist da drunter?
Ist das schwarze elektrisch leitfähig?

20µm oder 0,02 mm hört sich ja dünn an, aber in dem Fall ist das
eigentlicheine sehr dicke Schicht.
Und dann noch bei dieser großen Fläche.

Edit:
Wenn der ganze Kram nicht elektrisch leitfähig ist würde mir spontan 
Mikrowelle einfallen.
Wenn doch leitfähig dann Plasma.

(Sieht aber doch alles wieder nach Glaskugel aus.)

Gruß
Thomas

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von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Klabautermann schrieb:
> Hallo Leute, hat mir jemand ne Idee, wie man eine (schwarze) Fläche
> innerhalb von  ca. 0,1 - 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
Eine Fläche mit 20um Dicke ist nicht selbsttragend.
Diese Flache kann es also so nicht in Praxis geben.

Darunter befindet sich also irgend ein Trägermaterial und das nimmt
auch sofort Wärme auf, wenn die 20um oben drüber erwärmt werden.

Deine Vorstellung, dass man also nur die oberen 20um erwärmen könnte, 
ist ziemlich merkwürdig.

Wie sich der Temperaturgradient von der Oberfläche aus gesehen in die 
Tiefe des Materials einstellt, hängt von vom Materiel und der 
Einwirkzeit der Wärmequelle ab.

> Die Fläche wäre max. ca. 30x40cm groß.
> Laser wollte ich ausschließen und so partielle Sachen wie
> Schweißbrennerflamme ebenso.
Um was geht es konkret?

> Die Fläche sollte relativ gleichmäßig auf diese Temperatur kommen, ohne
> das darunterliegende Material stark thermisch zu belasten.
Wie soll das gehen? Meinst du, die Wärme wikt nur selektiv auf die 
oberen 20um?  Warum sollte das so sein?

Ein sehr steiler Temperaturgradient mit schlagartiger Erwärmung der 
oberen paar um stellt sich ein, wenn die Wärmeleitfähigkeit der unteren 
Schicht niedrig ist und die Wärme mit sehr hoher Intensität in sehr 
kurzer Zeit (us...ms) einwirkt.
Dazu bräuchte es aber Leistung in der Größenordnung von Megawatt.

Die Idee, die Fläche mit einer heißen Flüssigkeit kurz zu übergießen 
scheint mir am ehesten technisch umsetzbar, obwohl das natürlich auch 
rein
gar nix für eine Bastelei eines Laien ist.
Gruß Öletronika

von Georg (Gast)


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U. M. schrieb:
> Eine Fläche mit 20um Dicke ist nicht selbsttragend.

Komisch, bei uns wird mit Cu-Folien von 5µ Dicke ständig hantiert. Nur 
gut, dass die Mitarbeiter nicht wissen, dass das garnicht geht.

Du hast so eine Folie wahrscheinlich noch nie in der Realität gesehen.

Georg

von U. M. (oeletronika)


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> Georg schrieb:
> Komisch, bei uns wird mit Cu-Folien von 5µ Dicke ständig hantiert. Nur
> gut, dass die Mitarbeiter nicht wissen, dass das garnicht geht.
> Du hast so eine Folie wahrscheinlich noch nie in der Realität gesehen.
Ok, du hast recht. Da habe ich nicht richtig nachgedacht.
Die Folie trägt sich zwar nicht selber aber in einen Rahmen eingespannt 
hält sowas natürlich schon.

Aber aus der Fragestellung geht eh hervor, dass die Schicht 
offensichtlich auf einem Trägermaterial aufgebracht ist. Damit hat sich 
das Problem eh erledigt.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Klabautermann schrieb:
> 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
> Die Fläche wäre max. ca. 30x40cm groß.

Heißer Stahlblock wie Kontaktgrill zu handhaben? Zuklappen!

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> oszi40 schrieb:
> Heißer Stahlblock wie Kontaktgrill zu handhaben? Zuklappen!
man könnte meinen, das wegen der großen Wärmekapazität genug Energie zur 
Verfügung stehen müßte, um den Effekt zu erhalten.

Das gibt es nur ein paar praktische Probleme.
Die Schicht müßte ganzflächig direkten Wärmekontakt haben.
Das ist aber unrealistisch.

Es bleiben Luftspalte, über welche die Wärmekopplung eher schlecht ist.
Der Haupteffekt zur Wärmeübertragung bei so hohen Temp. ist dann die 
Wärmestrahlung.

Nach Stefan-Boltzmann
https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz
wird bei einer Temp. von angenommen ca. 800°C auf einer Fläche von ca. 
0,12m² eine Leistung von ca. 8kW abgestrahlt (sofern ich micht nicht 
verrechnet habe).

Wenn die Einwirkzeit bis ca. 1s ist, wird sich nicht nur die oberen 20um 
erwärmen. Für deutlich kürzere Einwirkzeit braucht es aber wohl noch 
höhere Leistung.

20um = 0,002cm -> V = 0,002cm x 30cm x 40cm = 2,4cm³
Macht bei einer angenommene Dichte von ca. 1g/cm³ also ca. 2,4g

Mit einer angenommene spezifischen Wärmekap. von 1,5J/(g*K)
komme ich auf 2,4g x 1,5Ws/g*K) x 500K = 1800Ws.

Bei einer Einwirkzeit von 1s würden also für die oberen 20um nur ca.
1,8 KW nötig sein. Die Wärme wird aber viel tiefer gehen, je länger die 
Wärmeübertragung läuft.
Wenn man diese Schicht in 0,1s erwärmen wollte, braucht es aber schon 
ca. 18kW.

Bleibt das Problem, dass die Schicht in jedem Fall von der Oberfläche in 
die Tiefe einen deutlichen Temperaturgradient haben wird.

Wenn man aber einen heißen IR-Strahler als Quelle nimmt, wozu dann der 
Umweg über das Stahblech?
Gruß Öletronika

von Danie (Gast)


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Wenn die Fläche leitfähig ist wäre Induktionsheizung eine Möglichkeit. 
Induktionsöfen gibts im >50kW Bereich.

von MiWi (Gast)


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U. M. schrieb:
> Hallo,
>> Klabautermann schrieb:
>> Hallo Leute, hat mir jemand ne Idee, wie man eine (schwarze) Fläche
>> innerhalb von  ca. 0,1 - 1 Sekunde auf ca. 500°C bekommt?
> Eine Fläche mit 20um Dicke ist nicht selbsttragend.
> Diese Flache kann es also so nicht in Praxis geben.

Ah ja, Alufolie ist unbekannt?

>
> Darunter befindet sich also irgend ein Trägermaterial und das nimmt
> auch sofort Wärme auf, wenn die 20um oben drüber erwärmt werden.
>
> Deine Vorstellung, dass man also nur die oberen 20um erwärmen könnte,
> ist ziemlich merkwürdig.
>

Nein, es ist bei unserem Verfahren vollkommen normal, daß die erwärmte 
Schicht sehr dünn ist.

Das einzige, was ich mit unserem System nicht gut kann ist die 
Temperatur zu messen, denn das war bisher nicht nötig.

Da ich die (kurze) Dauer der Erwärmung durch ändern einiger Parameter 
fast beliebig einstellen kann sollte also auch eine 20u-Schicht kein 
Problem darstellen.

Aber der TO will ja nicht mehr Infos breisgeben und ist auch nicht 
bereit sich an ein paar Forumsregeln zu halten, also wozu mehr sagen....

MiWi

von oszi40 (Gast)


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MiWi schrieb:
> Das einzige, was ich mit unserem System nicht gut kann ist die
> Temperatur zu messen, denn das war bisher nicht nötig.

Widerstandsmessung? IR-Messung?

von Der Andere (Gast)


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MiWi schrieb:
> Ah ja, Alufolie ist unbekannt?

Der TO hat trotz mehrfachem Nachfragen nicht erläutert was er da 
erwärmen will. Also ist ein Streit darüber ziemlich müßig.
Wahrscheinlich ist der TO ein Troll und sitzt vor dem PC und lacht sich 
über euren Streit schlapp.

von Schreiber (Gast)


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Mit einer kräftigen Blitzlampe?!

von Der Andere (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Mit einer kräftigen Blitzlampe?!

Aus dem Faschingsdelirium aufgewacht? Nur zwei Tage zu spät.
Siehe
Beitrag "Re: Möglichkeiten f. extremen, flächigen Temperaturschock?"
und andere Beiträge.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Eine umgekehrte Forderung gibt es bei der Herstellung von magnetischen 
Abschirmungen, z.B. Mumetall:
http://www.sekels.de/fileadmin/PDF/Deutsch/06_Broschuere_Magnetische_Abschirmungen.pdf
auf Seite 12 Rascherstarrungsverfahren zur Herstellung dünner amorpher 
metallischer Folien:
Abkühlrate: 1.000.000 K/s von 1500°C herunter

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Vielen Dank Christoph für den link auf diese wirklich interessante 
Broschüre.
Muss ich mir daheim downloaden und demnächst mal in Ruhe durchlesen.
:-)

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