Erstarrung ist eine gängige Methode bei der Produktion metallischer Werkstoffe. Durch die Technik der gerichteten Erstarrung können unterschiedliche Mikrostrukturen und daraus resultierend vielfältige Materialeigenschaften erreicht werden. Zur Vorherbestimmung der Eigenschaften ist es notwendig, die Erstarrungsgeschwindigkeit zu kontrollieren und somit zunächst die reale Position des Übergangs zwischen flüssiger und fester Phase zu messen, insbesondere unter unstetigen Erstarrungsbedingungen.

Die Nutzung geführter longitudinaler Ultraschallwellen mit typischen Frequenzen unter 1 MHz ist charakteristisch für die vorgestellte Messtechnik. Als Folge davon sind Absorptionseffekte im Material, wie Streuung an Korngrenzen, vernachlässigbar gering und die benötigte Ultraschalleistung wird minimal. Eine phasensensitive Auswertung des Ultraschallechos führt zu einer ausgezeichneten lokalen Auflösung von unter 1/1000 der Wellenlänge. Das Einrichten des Diagnosesystems ist einfach. Es kann leicht an unterschiedliche Materialien und Probenabmessungen angepasst werden.

Die Diagnosetechnik kann hauptsächlich im Bereich der gerichteten Erstarrung eingesetzt werden, um die Position und Geschwindigkeit einer sich ausbreitenden Erstarrungsfront zu detektieren und zu kontrollieren. Diese Daten sind wichtig unter fundamentalen Forschungsaspekten zur besseren Korrelation von Materialeigenschaften und Erstarrungsparametern. Daneben bietet die On-line-Messung der Erstarrungsgeschwindigkeit eine elegante Möglichkeit zur Kontrolle von Erstarrungsöfen im Hinblick auf die Optimierung des Kristallisationsprozesses bei industriellen und Forschungsanwendungen.

Das Diagnosesystem ist in der Laborpraxis etabliert und wird kontinuierlich, insbesondere im Hinblick auf seine absolute Genauigkeit, verbessert.

Interesse besteht an Kooperationen zur Anpaßentwicklung im gesamten Bereich der Meßtechnik und Diagnostik.