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 Luftturbulenzen durch Flugzeuge bald beherrschbar
08.12.2017 | Universität Rostock

nachricht Ein MRT für Forscher im Maschinenbau
23.11.2017 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics