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

nachricht Vollautomatisierte Herstellung von CAD/CAM-Blöcken für kostengünstigen, hochwertigen Zahnersatz
16.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen