Wenn Metalle Zwillinge ausbilden

Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe im RUB-Maschinenbau

16.05.2007

Wenn Metalle Zwillinge ausbilden, dann heißt das, dass sich in ihnen Bereiche bilden, in denen das atomare Gitter unterschiedlich orientiert ist. Links und rechts einer Zwillingsgrenze liegen die Atome sich dann wie in einem Spiegelbild gegenüber. Diese komplexen Mikrostrukturen haben Auswirkungen auf die Materialeigenschaften. Welche das sind und wie sie sich nutzen lassen, erforschen die Mitglieder der neuen Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe unter der Leitung von Dr.-Ing. Martin Wagner (Fakultät für Maschinenbau der RUB). Bis zu vier Doktoranden und drei Hilfskräfte werden in der Gruppe arbeiten, die zunächst für drei Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird.

Wenn Materialien verzwillingen, z. B. aufgrund äußerer mechanischer Lasten, dann entstehen komplexe Mikrostrukturen, die besondere Eigenschaften haben können. Das ist zum Beispiel in Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen der Fall, und es spielt in modernen Titanaluminid-Werkstoffen, die in Luft- und Raumfahrt als Turbinenwerkstoffe interessant sind, eine wichtige Rolle für die mechanische Festigkeit. "Diese beiden Materialsysteme wollen wir in den nächsten Jahren genau auf Zwillingsbildung hin untersuchen - denn bislang ist dieser elementare Verformungsprozess nur unzureichend verstanden", erklärt Martin Wagner, der die neue Nachwuchsgruppe leitet.

Das Hauptaugenmerk gilt dem Zusammenhang zwischen mikrostrukturellen Parametern und makroskopischen Eigenschaften. Dazu werden neue mikromechanische Experimente wie die In-Situ-Verformung kleiner und kleinster Proben im Raster- und Durchstrahlungselektronenmikroskop mit modernen mikrostrukturellen Charakterisierungsmethoden kombiniert. Die experimentellen Ergebnisse werden auf der Grundlage numerischer und theoretischer Betrachtungen interpretiert und skalenübergreifend modelliert.

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