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Projekt
Der Einfluß elektrischer und magnetischer Felder auf die Mikrostruktur in multiferroischen Verbundmaterialien - ein Phase-Field-Crystal Ansatz
Antragsteller
Professor Dr. Axel Voigt
Fachliche Zuordnung
Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
Förderung
Förderung von 2016 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318613364
Die Möglichkeit externe elektrische und magnetische Felder zur Beeinflussung der Mikrostruktur in polykristallienen Materialien zu nutzen hat potentielle Anwendungen in den Ingenieurwissenschaften. Um diese Potential zu erforschen und die komplexen Interaktionen zwischen elektromagnetischen Feldern und Stofftransport in Festkörpern zu verstehen, wird ein Phase-Field-Crystal (PFC) Modell verwendet, welches die essentielle Physik der magneto- und elektrokristellinen Interaktionen in multiferroischen Verbundmaterialien beinhaltet. In der ersten Förderperiode haben wir uns auf zwei Aspekte konzentriert: erstens der Einfluss von Magnetfeldern im PFC Modell zum Verständniss grundlegender Phänomene und zweitens ein vergröbertes Modell, eine sogenannte Amplitudengleichung (APFC), welche auch Simulationen in 3D ermöglicht. Wir werden beide Ansätze zusammen bringen und weitere Komponenten Schritt für Schritt hinzufügen, bis wir bei einem vollständigen multiferroischen (A)PFC Modell für Verbundmaterialien angelangt sind. Zusammen mit effizienten und skalierbaren numerischen Algorithmen wird dies 2D und 3D Simulationen erlauben, mit denen die Einfluss externer elektrischer und magnetischer Felder auf die Evolution von Fehlstellen und Korngrenzen auf diffusiven Längenskalen untersucht werden kann. Großskalige Simulationen in 2D und 3D werden darüberhinaus auch für statistische Daten zu Kornwachstum unter dem Einfluss externer Felder verwendet und zur Validierung mit experimentellen Daten, z.B. den dünne Filme Fe Proben, welche in anderen Projekten des SPP1959 analysiert werden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
