Materialforschung: Neue Emmy Noether-Nachwuchsgruppe

Hohe Festigkeit und hohe Verformbarkeit von Metallen schließen sich in der Regel aus. Diese Eigenschaften in neuen nanostrukturierten metallischen Werkstoffen zu vereinen, ist das Ziel einer neuen Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe am KIT, die nun von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über fünf Jahre mit insgesamt 1,4 Millionen Euro gefördert wird.

„Wir wollen metallische Dünnschichten als nanostrukturierte Verbundwerkstoffe mit maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaften entwickeln“, erklärt Karsten Woll vom Institut für Angewandte Materialien des KIT und Leiter der Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe „Gepulste Metallurgie an metallischen Dünnschichten“.

Das Werkzeug des Materialforschers sind Strompulse, die teilweise kürzer als eine Millisekunde und damit etwa 100-mal kürzer als der Wimpernschlag sind. Durch diese Strompulse gelingt es ihm, hohe Heiz- und Abkühlraten präzise dem Material aufzuprägen. Nanostrukturierte Schichten, beispielsweise aus einzelnen Aluminium- und Nickellagen, werden durch diese Temperaturbehandlung gemischt und umstrukturiert – es bildet sich schlussendlich ein sogenanntes Gefüge, das die mechanischen Eigenschaften bestimmt.

Durch gepulste Metallurgie soll es Woll und seiner Gruppe erstmals gelingen, Gefügezustände in einem breiten Spektrum innerhalb eines Materials zu realisieren und so optimal an die Anwendung anzupassen. Langfristig ist denkbar, dass diese neuen metallischen Dünnschichten Impulse für den Leichtbau oder die Oberflächenbehandlung von Bauteilen setzen können.


kes, 24.01.2017