Nanostrukturierte Werkstoffe

Die Gruppe Nanostrukturierte Werkstoffe am Lehrstuhl WWI beschäftigt sich intensiv mit der Erzeugung und der Auswirkung einer nanoskaligen Mikrostruktur auf die Eigenschaften metallischer Werkstoffe. Dabei stehen die mechanischen Eigenschaften und die resultierenden Verformungsmechanismen im Vordergrund. Zur Erzeugung der Nanostruktur kommen dabei hauptsächlich Hochverformungsverfahren zum Zuge. Insbesondere das kumulierte Walzverfahren ARB (Accumulative Roll Bonding) wird intensiv genutzt, um nanostrukturierte Blechwerkstoffe zu erzeugen. Das Verfahren erlaubt es auch, Werkstoffeigenschaften zu gradieren bzw. gezielt maßzuschneidern. Neben der Erforschung von sogenannten monolithischen nanostrukturierten Werkstoffen bietet das ARB-Verfahren auch die Möglichkeit, sogenannte metallische Laminate (Layered Metallic Composites LMCs) herzustellen. Dabei werden chemisch unterschiedliche Werkstoffe im ARB-Prozess miteinander zu einem Laminat verbunden. Wie die Eigenschaften der LMCs von der Auswahl der Konstituenten und der entsprechenden Laminatarchitektur abhängen, ist Gegenstand derzeitiger Forschungsaktivitäten. Die Forschungsarbeiten zielen auf die Entwicklung eines vertieften Verständnisses zwischen dem Zusammenhang zwischen Nanostruktur, Mesostruktur und resultierenden Eigenschaften ab. Für die Untersuchung der Nano- und Mesostrukturen werden mikroskopische und analytische Verfahren, wie beispielsweise Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Transmissionselektronen­mikroskopie intensiv genutzt. Die mechanische Prüfung unter monotoner wie zyklischer Belastung (ggf. bei verschiedenen Temperaturen und Verformungsgeschwindigkeiten) auf der Nano- wie Makroskala erlaubt dann entsprechende Korrelationen zwischen mechanischen Eigenschaften und Verformungsmechanismen einerseits und den Nano- und Mesostrukturen andererseits.

Prof. Dr.-Ing. Heinz Werner Höppel

Gruppenleiter Leichtmetalle & Mechanische Prüfung sowie Nanostrukturierte Werkstoffe, stellvertretender Lehrstuhlleiter

Department Werkstoffwissenschaften (WW)
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Allgemeine Werkstoffeigenschaften)

Prof. Dr. rer. nat. Mathias Göken

Lehrstuhlleiter, Gruppenleiter Nanomechanik

Department Werkstoffwissenschaften (WW)
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Allgemeine Werkstoffeigenschaften)

Sebastian Vollath, M. Sc.

Department Werkstoffwissenschaften (WW)
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Allgemeine Werkstoffeigenschaften)

Die fortschreitende Miniaturisierung in der Mikroelektronik führt zu einem immer höheren Anspruch an die hochleitfähigen Materialien, die sowohl bei steigenden Temperaturen und Belastungen eine entsprechend hohe Leitfähigkeit aufweisen müssen. Da die elektrische Leitfähigkeit eine durch das Material oder die Legierung vorgegebene, physikalische Eigenschaft und damit nur eingeschränkt veränderbar ist, bietet die Herstellung heterogener Kompositmaterialien weitreichende Verbesserungspotentiale.
→ Mehr Informationen