Strukturelle Merkmale und Eigenschaften von amorphen Legierungen mit hoher Defektdichte/Grenzflächendichte

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst Hahn
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323543657

Strukturelle Merkmale wie mechanische und einige physikalische Eigenschaften von amorphen Legierungen mit hoher Defektdichte/Grenzflächendichte werden untersucht. Außerordentliche Eigenschaften von Nanogläsern, hergestellt durch Inert-Gas-Kondensation (IGC) oder Magnetron-Sputtern, sind wohl bekannt. Allerdings sind die Dimensionen solcher Proben, die durch IGC und Sputtern hergestellt sind, relativ klein, was ihre industrielle Anwendung verhindert. Andererseits haben neueste Untersuchungen gezeigt, dass Schwere Plastische Umformung (SPD) zur massiven Änderungen der Atomstruktur der amorphen Materialien führt. In Besonderem, wurden Veränderungen der Nahordnung und Einbau von überschüssigem freiem Volumen berichtet. Diese Änderungen sind scheinbar von den SPD-Parametern (Temperatur, Dehnung und Dehnungsrate, Druck) abhängig. Jedoch wurden die Merkmale dieser strukturellen Umwandlungen und damit verbundenen Eigenschaftsänderungen bislang nicht sorgfältig untersucht. Die Merkmale der Defekte in der amorphen Struktur, die durch SPD entstanden sind, können ähnlich oder unterschiedlich sein, im Vergleich mit denen in Nanogläsern, die mittels IGC oder Sputtern hergestellt wurden. Parallele Untersuchungen von amorphen Materialien mit hoher Defektdichte, hergestellt durch IGC und Sputtern einerseits, und durch SPD andererseits, können neue Möglichkeiten eröffnen, um die Mikrostruktur sowie die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften von amorphen Materialien zu beeinflussen.Im vorgeschlagenen Vorhaben sollen fundamentale Parameter (Elastizitätsmodul, freies Volumen u.a.) in einer Reihe von amorphen Legierungen, hergestellt durch IGC, Sputtern und SPD, zum ersten Mal ausführlich untersucht werden. Darauf aufbauend sollen die Möglichkeiten von Änderungen der mechanischen (Festigkeit und Duktilität), physikalischen (magnetisch, elektrisch) und chemischen (korrosiv, u.a.) Eigenschaften nachgewiesen werden. Die Ausweiterung von Anwendungen solcher neuartigen amorphen Materialien auf Technik und Medizin stellen ein hohes innovatives Potential dar. Die Notwendigkeit und Effizienz von gemeinsamer wissenschaftlicher Arbeit an diesem Projekt von deutschen und russischen Gruppen ist durch den synergistischen Effekt von Verknüpfung komplementärer experimenteller Ausstattung an beiden Institutionen, und noch wichtiger, durch die nachgewiesenen komplementären Kompetenzen von beiden Gruppen begründet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Ruslan Z. Valiev