Der Volumensprung

Fixpunktzellen können mit Kunstwerken verglichen werden. Je älter sie werden, desto wertvoller sind sie und den Besitzern ist viel daran gelegen sie lange in gutem Zustand zu erhalten. Übertragen auf Fixpunktzellen heißt es Folgendes. Je öfter diese verwendet werden, desto besser kennt man das Verhalten der Zelle. Man spricht dann von deren Historie.

Leider kommt es immer wieder vor, dass Fixpunkzellen während eines Kalibriervorganges beschädigt werden. Im besonderen sind Aluminiumfixpunktzellen davon betroffen.

Wie kommt es zu einer Beschädigung und was kann der Anwender tun, um eine solche zu verhindern?

Während eines Kalibriervorganges kommt es beim Schmelzen der Fixpunktmaterialien zu einem Volumensprung. Der Grund dafür ist, dass die Temperaturfixpunkte der ITS-90 aus nichtpolymeren Kristallgittern bestehen. Der Volumensprung führt zu einer Ausdehnung des Fixpunktmaterials, die bei den meisten Materialen beherrschbar ist. Bei Aluminium ist dieser Volumensprung jedoch besonders groß. Er beträgt circa 7% des Materials. Damit dieser Volumensprung nicht, in Folge von Druckeffekten in den Fixpunkten, zu einer Beschädigung führt, muss verhindert werden, dass sich beim Schmelzen so genannte Materialbrücken im oberen Bereich des Fixpunktmaterials bilden. Die Materialbrücken können verhindert werden, indem man Kalibrierbäder mit sehr kleinen vertikalen Temperaturgradienten einsetzt, wie es zum Beispiel in Wärmerohren der Fall ist.

Werden Aluminiumfixpunktzellen nicht in Wärmerohren in Betrieb genommen, kommt es zu einer charakteristischen Beschädigung dieser Zellen. Stehen keine Wärmerohre zur Verfügung, können alternativ Kalibrieröfen mit mehreren Heizzonen verwendet werden. Die Temperatur der einzelnen Heizzonen muss regelmäßig untersucht und individuell auf jeden Fixpunkt angepasst werden. Da es keine perfekten Temperaturgradienten gibt, ist grundsätzlich zu beachten, dass die Temperatur im oberen Bereich der Fixpunktzellen beim Schmelzen höher als am Boden sein sollte. Die Art und Weise wie Temperaturgradienten ermittelt und eingestellt werden können, wurde bereits 1990 in den „Supplementary Information of the ITS-90“ veröffentlicht.

Aluminiumfixpuntzellen

Fixpunktzellen

Das Bild zeigt zwei Fixpunktzellen. Die untere Zelle ist intakt, bei der oberen ist das Fixpunktmaterial ausgelaufen.