Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schädigungsprozesse im Metall erstmals unter Mikroskop beobachtet

27.03.2008
Erkenntnisse soll Entwicklung neuer Werkstoffe ermöglichen

Wie steigende Temperaturen metallische Werkstoffe schädigen, hat ein internationales Forscherteam in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science beschrieben. Das Expertenteam mit dem Materialforscher Gerhard Dehm, Leiter des Departments Materialphysik der Montanuniversität Leoben, konnte erstmals beobachten, wie in Metallschichten entlang von Versetzungen, welche durch mechanische Spannungen entstanden sind, der thermisch aktivierte Transport von Atomen von einem Ort zum anderen funktioniert.

"Wir konnten beobachten, dass von kleinen Teilchen Atome sehr schnell zu größeren Teilchen wandern, wenn diese durch einen speziellen Defekt, so genannte Versetzungen, miteinander verbunden sind", so Dehm, der auch Direktor des Erich-Schmid-Instituts für Materialwissenschaft der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ist. "Dadurch entstehen im atomaren Gefüge rasch freie Korridore, die zu einer rapiden Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führen."

Materialwissenschaftler wissen seit Jahren, dass die Diffusion von Atomen in Metallen durch Versetzungen stark beschleunigt werden kann. In den jüngsten Untersuchungen konnten die Forscher auch erstmals den experimentellen Beweis erbringen, indem sie das Diffusionsverhalten mit Hilfe eines Transmissionselektronenmikroskops sichtbar machten.

... mehr zu:
»Materialforscher »Metall

"Bei erhöhter Temperatur beginnen Werkstoffe zu kriechen. Das heißt, dass das Diffusionsverhalten thermisch aktiviert ist", erklärt der Materialforscher Daniel Kiener von der Montanuniversität Leoben gegenüber pressetext. Kiener, der nicht an der Studie mitgearbeitet hat, kennt die Problematik sehr gut. Man könne sich die freien Korridore wie Spaghetti vorstellen entlang derer der Materialtransport abläuft. "Für die Metalle bedeutet dies, dass sie sich ausdehnen oder verformen."

Das sei auch von außen erkennbar. Alte Bleirohre verändern sich durch das Eigengewicht bereits bei Raumtemperatur. "Je niedriger der Schmelzpunkt eines Metalls, desto eher werden derartige Kriechprozesse relevant, in speziellen Fällen verändern sie sich sogar schon bei Raumtemperatur", so der Materialforscher. Grundsätzlich gelte die Faustregel, dass derartige Veränderungen ab 30 Prozent des Schmelzpunktes - in Kelvin gemessen - auftreten. "Im Inneren werden bei einer solchen Veränderung Millionen von Atomen bewegt", ergänzt Dehm.

Der Hintergrund der Studie ist eine Materialverbesserung in Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit. "Die Industrie verlangt nach immer leichteren, temperaturbeständigeren Werkstoffen, zum Beispiel für den Fahrzeugbau", so Dehm. Das Kriechen von Metallen sei hier ein großes Problem, da es den Werkstoff schädige. Besonders betroffen davon sind etwa Leichtmetalle wie Aluminium. "Hier tritt das Kriechen bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von weniger als 200 Grad Celsius auf." Die Wissenschaftler wollen das Verständnis der Vorgänge im Inneren des Materials für die Entwicklung neuer Werkstoffe nutzen.

Wolfgang Weitlaner | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.unileoben.ac.at
http://www.oeaw.ac.at/esi

Weitere Berichte zu: Materialforscher Metall

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Ifremer entwickelt autonomes Unterwasserfahrzeug zur Untersuchung der Tiefsee
24.02.2017 | Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

nachricht Baukasten-System für die Linienfertigung: Die VL-Baureihe von EMAG
21.02.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie