Identifizierung von spröd-duktil Übergängen in intermetallischen-Metall Grenzflächen

• Antragstellerin: Dr. Anwesha Kanjilal
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566408913

In diesem Vorschlag wird das Verhalten des Spröd-Duktil-Übergangs (Englisch brittle-ductile transition, abgekürzt BDT) einer intermetallisch-metallischen Heterogrenzfläche, definiert als die Grenze zwischen zwei verschiedenen festen Phasen, untersucht. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die vorherrschenden mikroskaligen Verformungsmechanismen bei unterschiedlichen Temperaturen und Dehnraten analysiert. Heterogrenzflächen beeinflussen die Festigkeit und Duktilität von Metalllegierungen durch lokale Plastizität, Dekohäsion, Delamination oder Bruchmechanismen erheblich. Die Durchführung lokaler mechanischer Messungen an isolierten Grenzflächen ist jedoch schwierig, da die Temperatur- und Dehnungsratenabhängigkeit der Grenzflächenverformung unbekannt ist. Infolgedessen sind BDTs für Hetero-Grenzflächen noch nicht identifiziert worden. Zur Untersuchung des BDT-Verhaltens der intermetallisch-metallischen Heterogrenzfläche wird eine neuartige mikromechanische Methode vorgeschlagen, die die Bestimmung der lokalen Grenzflächenfestigkeit bei verschiedenen Temperaturen und Dehnraten umfasst, um die zugrunde liegenden Verformungsmechanismen, einschließlich thermischer Übergänge, zu entschlüsseln. Der BDT einer Modellgrenzfläche, bestehend aus einer intermetallischen CaMg2-Laves-Phasenschicht, die auf einer Mg-Dünnschicht abgeschieden ist, wird durch die Herstellung von Mikroschergeometrien mittels fokussiertes Ionenstrahlschneiden und anschließenden in-situ-Tests in einem Rasterelektronenmikroskop ermittelt. Dieses Projekt wird auch grundlegende Einblicke in die Grenzflächenmechanik und die zugrundeliegenden Verformungsmechanismen liefern und gleichzeitig feststellen, ob der Grenzflächen-BDT eine Eigenschaft ist, die unabhängig von den konstituierenden Phasen ist. Während CaMg2-Mg-Heterogrenzflächen für die Mg-Legierungen wichtig sind, werden die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse über die Grenzflächenverformung die Entwicklung robuster technischer Werkstoffe mit verbesserten Grenzflächeneigenschaften erleichtern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen