Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Metalle unter der Lupe

23.11.2005


Deutlich sind die kleinen Kristallite in der Eisen-Nickel-Legierung zu erkennen. Farben zeigen an, wie sie sich nach starker Umformung umorientieren (Breite des Bildfelds: 20 µm). © MPI für Eisenforschung


Gemeinsam forscht es sich leichter, haben sich Forscher der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaft gedacht. Um die Eigenschaften von Metallen genauer simulieren zu können, vereinen sie ihre Methoden und hoffen, so die Vorteile simultan nutzen zu können.

... mehr zu:
»IWM »Kristallite »Magnesium »Metall

Die Zeiten, in denen der Schmied Metalle nur nach seiner Erfahrung bearbeitet hat, sind lange vorbei. Heute ist vor der Bearbeitung der Computer gefragt: Materialwissenschaftler simulieren zunächst, wie sich ein metallisches Bauteil entlang der Prozesskette verhält. Bei Karosserieteilen etwa reicht dies vom Walzen des Blechs über das Tiefziehen und das Schweißen bis hin zum Verhalten beim Crash. Bei vielen Werkstoffen, etwa Aluminium und herkömmlichen Stählen, liegen die Forscher mit ihren Berechnungen schon recht nah an der Realität. Schwierig wird es jedoch, wenn es um Materialien mit ganz anderen Eigenschaften geht - beispielsweise hochfeste Stähle oder Magnesium. So ist es recht problematisch, Magnesium zu walzen: Seine Textur, also die Ausrichtung kleinster Metallkristalle, sperrt sich dagegen.

Um solche Probleme in den Griff zu bekommen, berechnen Wissenschaftler zunächst die Eigenschaften der einzelnen Kristallite, aus denen der Werkstoff besteht. Aus diesen schließen sie über mehrere Zwischenstufen auf das Verhalten des gesamten Bauteils. Für den modellmäßigen Übergang von der Skala der Kristallite zur Makroebene gibt es unterschiedliche Ansätze. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg haben ein selbstkonsistentes Modell gewählt: Sie betrachten einen einzigen Testkristallit in einer Umgebung, die den gemittelten Eigenschaften aller anderen Kristallite entspricht. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung MPIE in Düsseldorf dagegen entlocken dem Metall seine Eigenschaften mit Hilfe verbesserter Taylor-Modelle. "Beide Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile", erklärt Hermann Riedel, Leiter des Geschäftsfelds Werkstoffbasierte Prozess- und Bauteilsimulation am IWM. "So sind wir mit dem selbstkonsistenten Modell beim Magnesium bereits einen guten Schritt weitergekommen. Die Simulationserfolge bei Aluminium hingegen beruhen auf modifizierten Taylor-Modellen."


Die Wissenschaftler von Fraunhofer und Max-Planck haben kürzlich ihre experimentellen Möglichkeiten und ihre Modellansätze erstmalig zusammengelegt. In einem dreijährigen gemeinsamen Projekt möchten sie die Industrie bei der Entwicklung neuer und der Verbesserung existierender metallischer Werkstoffe noch wirksamer unterstützen. "Der Bedarf an solchen Multiskalen-Simulationsmodellen ist groß", weiß Riedel. "Das Bauteilverhalten kristalliner Werkstoffe aus Metall ist heute in der Mikrosystemtechnik genauso wichtig wie im Automobilsektor, in der Medizintechnik oder der Elektrotechnik."

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Hermann Riedel
Telefon: 07 61 / 51 42-1 03, Fax: -1 10
hermann.riedel@iwm.fraunhofer.de

Dr. Franz Roters
Telefon: 02 11 / 67 92-3 93, Fax: -3 33
roters@mpie.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de/pdf/presse/PM_Vielkristallmech.pdf
http://www.mpie.de
http://www.iwm.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: IWM Kristallite Magnesium Metall

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Clevere Folien voller Quantenpunkte
27.03.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Clevere Folien voller Quantenpunkte

27.03.2017 | Materialwissenschaften

In einem Quantenrennen ist jeder Gewinner und Verlierer zugleich

27.03.2017 | Physik Astronomie

Klimakiller Kuh: Methan-Ausstoß von Vieh könnte bis 2050 um über 70 Prozent steigen

27.03.2017 | Biowissenschaften Chemie