Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Werkstoff-Engineering: Dem Zufall auf die Sprünge helfen

12.10.2011
Materialbibliotheken helfen auf der Suche nach neuen Werkstoffen
Untersuchung mit Hochdurchsatzexperimenten

Um komplexe Hochleistungswerkstoffe zu entwickeln, kann sich die Forschung nicht auf Zufallsfunde verlassen. RUB-Werkstoffwissenschaftler stellen daher gezielt eine hohe Anzahl verschiedener Legierungen aus drei oder mehr Ausgangsstoffen in einem Experiment her und untersuchen die so entstehenden Materialbibliotheken automatisiert mit Hochdurchsatzmethoden.

Die Chancen für die Erfindung neuer Werkstoffe stehen gut: Nur ein Bruchteil der unzähligen möglichen Kombinationen nutzbarer Ausgangsstoffe ist bislang bekannt und erforscht.

Die Forscher um Prof. Dr. Alfred Ludwig berichten in der aktuellen Sonder-Ausgabe von RUBIN, dem Wissenschaftsmagazin der RUB.

Die wenigsten Kombinationen sind untersucht

Neue Werkstoffe spielen eine große Rolle bei technischen Innovationen. Bisher war die Entdeckung wichtiger Werkstoffe oft durch glückliche Zufälle begünstigt, wie z.B. beim zurzeit wichtigsten Formgedächtniswerkstoff Nickel-Titan. Auf den Zufall kann man sich aber nicht immer verlassen. Heutige Höchstleistungswerkstoffe sind hochkomplex und ihre Neu- oder Weiterentwicklung erfordert große Anstrengungen. Die Chancen für die Erfindung neuer Werkstoffe sind durchaus gegeben: Wenn man aus dem Periodensystem z.B. nur 50 mögliche Ausgangselemente auswählt, ergeben sich bereits ca. 20.000 Kombinationsmöglichkeiten für dreikomponentige Systeme und über 200.000 für vierkomponentige. Die wenigsten davon sind experimentell untersucht.

Sputter-Anlage stellt in einem Experiment ganze Bibliothek her

Um dabei voranzukommen, erstellen Forscher der RUB Materialbibliotheken, die sie automatisiert im Hochdurchsatz untersuchen können. Dabei werden drei oder mehr Ausgangsmaterialien in einer so genannten Sputter-Anlage gleichzeitig oder nacheinander auf ein Trägermaterial, einen Wafer, abgeschieden. Durch den Beschuss mit Argon-Ionen werden einzelne Atome aus den ursprünglichen Feststoffen herausgelöst. Sie schlagen sich dann auf dem Wafer nieder. Durch die gewählten Winkel der Quellen zum Wafer entsteht jeweils eine keilförmige Schicht des Ausgangsmaterials. Je nachdem, ob verschiedene Quellen gleichzeitig oder zeitversetzt zum Einsatz kommen, überlagern sich diese Schichten oder die Materialien durchmischen sich. Die Temperatur ist bei dem Prozess einstellbar, weil auch sie Einfluss auf das Ergebnis hat. An jedem Punkt des Wafers entsteht so eine ganz eigene Mischung, eine Materialbibliothek. Die Forscher um Prof. Alfred Ludwig untersuchen diese Bibliothek dann mit Hochdurchsatzverfahren auf verschiedene Eigenschaften. Stellt sich ein Punkt auf dem Wafer als viel versprechend heraus, wird das entsprechende Material weiter untersucht.

Weitere Themen in RUBIN Werkstoff-Engineering

Im RUBIN Werkstoff-Engineering finden Sie außerdem folgen Themen: Blitzschnell verschleißbeständige Bauteile; Widerstandsfähig gegen Rost und Reibung: Pumpenzentrum kümmert sich um das allgegenwärtige Stiefkind der Forschung; Die Sonne Wasser spalten lassen; Wenn Superlegierungen versetzt werden; Zerreißprobe: Wie Hitze die Mikrostruktur von Stahl durcheinanderbringt; Geflochtene Implantate; Bei extremer Kälte dem Magnetfeld widerstehen; Leichter abheben; Heißer ist besser: Kraftwerke umweltschonender machen; Wie eine lebende Haut: Neue Korrosionsschutzschichten sollen Defekte selbstständig heilen; … und wenn sich der Wasserstoff nicht nur im Tank befindet?: Ingenieure untersuchen Gefahren durch Wasserstoff in hochfesten Stählen; Vom Atom zum Werkstoff: Interdisziplinäre Materialsimulation zu leichten Elementen in Eisen und Stahl. RUBIN ist in der Stabsstelle Strategische PR und Markenbildung zum Preis von 5 Euro erhältlich und online unter http://www.rub.de/rubin

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Alfred Ludwig, Werkstoffe der Mikrotechnik, Institut für Werkstoffe, Fakultät Maschinenbau, Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-27492, alfred.ludwig@rub.de

Sonderforschungsbereich 459 : http://www.rub.de/sfb459
Werkstoffe der Mikrotechnik: http://www.rub.de/wdm
Redaktion: Meike Drießen

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de/rubin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kunststoffstrang statt gefräster Facette: neue Methode zur Verbindung von Brillenglas und -fassung
28.04.2017 | Technische Hochschule Köln

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie