Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verformung komplexer Metalle: Bugwelle ordnet Puzzlestücke

16.03.2010
Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben einen neuen Verformungsmechanismus in komplexen Metalllegierungen entdeckt.

Erstmals konnten die Forscher des Instituts für Festkörperforschung zeigen, wie ein Versetzungsmechanismus in einer hochkomplexen Struktur funktioniert. Die Entdeckung lässt sich zukünftig für ein zielgerichtetes Materialdesign nutzen, berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "nature materials".

Dr. Marc Heggen, Dr. Lothar Houben und Dr. Michael Feuerbacher untersuchten ein typisches Material aus der großen Gruppe der "Komplexen intermetallischen Phasen" (Complex Metallic Alloys, CMAs), die erst in den vergangenen Jahren durch verbesserte Untersuchungsmethoden und technologische Fortschritte in den Fokus der Forschung rückte.

"Das überraschende an CMA-Materialien ist, dass sie durch Druck deformierbar sind, obwohl die Verformungsmechanismen einfacher Kristalle bei ihnen nicht funktionieren können und man deshalb eigentlich erwarten würde, dass das Material leicht bricht", erläutern die Physiker. Denn CMA-Materialien haben einen ungleich komplizierteren Aufbau als einfache Kristalle.

Die Forscher verfolgten nun mit einem hochauflösenden Rastertransmissionselektronenmikroskop, was auf atomarer Ebene bei der Verformung passiert: Die Schlüsselrolle spielt eine sogenannte Versetzung, die in diesem Fall außergewöhnlich komplex und mehr als hundert Mal größer als in einfach strukturierten Metallen ist. Während der Verformung bewegt sich die Versetzung durch die Kristallstruktur und schiebt dabei wie ein Schiff im Wasser eine Bugwelle vor sich her, in der die atomare Umordnung vorbereitet wird. Dabei müssen jeweils einige Tausend Atome koordinierte Platzwechsel durchführen.

"Der Mechanismus nutzt das Vorhandensein einer benachbarten, strukturell verwandten Phase im Legierungssystem als zusätzlichen Freiheitsgrad für die plastische Verformung, um so ein Versagen des Materials durch Bruch zu verhindern", berichten die Autoren. Obwohl der Mechanismus auf atomarer Ebene äußerst komplex ist, lässt er sich durch ein einfaches Modell beschreiben, bei dem geometrische Elemente wie Puzzlestücke ineinandergreifen.

Artikel in "nature materials":
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat2713.htm
DOI: 10.1038/NMAT2713
Weiterführende Informationen zur Jülicher Mikrostrukturforschung:
http://www.fz-juelich.de/iff/e_imf_synthesis/

Annemarie Winkens | FZ Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de/iff/e_imf_synthesis/

Weitere Berichte zu: Bugwelle CMA-Materialien Metall Puzzlestücke Verformung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wussten Sie, dass Verpackungen durch Flash Systeme intelligent werden?
23.05.2017 | Heraeus Noblelight GmbH

nachricht Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-Akkus
17.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie