Für die kryogene Wasserstoffspeicherung und -transport in der Luft- und Raumfahrt ist eine zuverlässige Prüfung bei 20 K unerlässlich. Aktuell werden Werkstoffversuche überwiegend in Tauchkryostaten bei 77 K (flüssiger Stickstoff) und 4 K (flüssiges Helium) durchgeführt. Dieser Beitrag gibt zunächst einen Überblick über den Stand der Prüfverfahren, erläutert relevante Normen und zeigt, wie Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse sichergestellt werden.

Ein Schwerpunkt liegt auf der hochgenauen Dehnungsmessung unter extremen Bedingungen. Klassische Clip-On-Extensometer liefern präzise Längenänderungen entlang einer definierten Messstrecke, sind jedoch punktuell und mechanisch kontaktierend und insbesondere bei tiefen Temperaturen anfällig für Fehlausrichtungen und Verrutschen. Demgegenüber erlaubt Digital Image Correlation (DIC) eine berührungslose, full-field-Erfassung lokaler Deformationsfelder mit Sub-Pixel-Genauigkeit und kommt ohne Temperatursensitivität der Messvorrichtung aus. Durch die Kombination beider Verfahren in einem Glaskryostat lassen sich sowohl globale Last-Verformungs-Daten als auch detailreiche Deformationskarten in-situ gewinnen. Ex situ-Mikrostrukturanalysen ergänzen diese Daten um Einblicke in Phasenumwandlungen und Verfestigungsmechanismen.

Im Ausblick wird ein neu entwickelter Prüfstand präsentiert, der programmierbare Temperaturkurven von Raumtemperatur bis 20 K ermöglicht und sowohl mechanische Beanspruchung als auch zyklische Temperaturwechsel abbildet. Damit lassen sich zukünftig thermo-mechanische Ermüdungsuntersuchungen durchführen und das Verständnis der Bauteillebensdauer unter realen Betriebsbedingungen für die kryogene Wasserstoffinfrastruktur deutlich vertiefen.