Elastisches Beladen als Methode zur Einstellung von definierten Enthalpiezuständen in einem metallischen Glas

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Maaß
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466247278

Definierte thermo-mechanische Prozesse sind der Schlüssel zum Einstellen von spezifischen Mikrostrukturen und damit auch Materialeigenschaften. Dieses Wissen wird täglich in industriellen Prozessen zur Herstellung von kristallinen Metallen mit bestimmten mechanischen Eigenschaften genutzt. Strukturänderungen und die damit verbundene Veränderung von mechanischen Kennwerten sind wesentlich komplizierterer bei amorphen Metallen, die auch als metallische Gläser bezeichnet werden, da es im klassischen Sinne keine gut definierten Struktureigenschaften-Beziehungen gibt. Das liegt an der amorphen Struktur, die keine offensichtlichen Längenskalen aufweist. Deswegen wird häufig der gespeicherte Enthalpiewert einer amorphen Legierung als indirekte und beschreibende Kenngröße der Struktur genutzt. In diesem Projekt wollen wir diesen Nachteil im Vergleich zu kristallinen Metallen durch folgende Punkte aufheben: i) Dem gezielten Verjüngen eines metallischen Glases durch Spannungen im makroskopisch elastischen Bereich, und ii) dem Nachweisen, dass räumliche Korrelationslängen von lokalen Eigenschaftsfluktuationen direkt mit dem gespeicherten Enthalpiewert korrelieren. Dies soll mittels mikroskopischen und nanoskopischen ortsabhängigen mechanischen Messungen erreicht werden. Wir erwarten, dass unsere vorgeschlagenen Experimente eine Enthalpiesättigung zeigen, auf dessen Basis wir ein thermo-mechanisches Verformungsdiagramm mit definierter Enthalpie und damit auch Struktur erstellen können. Im Falle einer erfolgreichen Durchführung dieses Projekts wird eine neue Struktureigenschaften-Beziehung für metallische Gläser auf Basis von Enthalpie und Längenskalen entwickelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Heinz Sturm
• Kooperationspartner: Professor Dr. Peter M. Derlet