Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fließprozess in metallischen Gläsern

27.10.2015

Göttinger Forscher entwickeln Modell zur Kontrolle von makroskopisch-mechanischen Eigenschaften

Durch Mischen von Elementen entstehen bei hohen Temperaturen metallische Flüssigkeiten, die durch schnelles Abkühlen auf Raumtemperatur als metallische Gläser erstarren. Dieses Verfahren erzeugt Materialien mit herausragenden mechanischen Eigenschaften, die bereits kommerziell in der Uhrenindustrie und in Mobiltelefonen eingesetzt werden.


Viskosität als Funktion der Temperatur für verschiedene metallische Systeme: Die Symbole repräsentieren die experimentellen Daten, die kontinuierliche Linie stellt die theoretischen Anpassungen dar.

Grafik: Prof. Dr. Konrad Samwer

Eine Forschergruppe der Universität Göttingen und der Technischen Universität München hat nun erstmals ein Modell entwickelt, das den Zusammenhang zwischen dem makroskopisch-mechanischen Fließprozess und interatomaren Potentialen analytisch beschreibt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) erschienen.

Ein wichtiger Kontrollparameter für den Prozess der Glasbildung ist die Viskosität dieser metallischen Flüssigkeiten. Die Viskosität ist ein Maß für die Zähflüssigkeit: je größer die Viskosität, desto dickflüssiger, also weniger fließfähig, ist die Flüssigkeit. Bei einer Temperatur von etwa 300 Grad Celsius wird die Flüssigkeit zu Glas, die Viskosität in der Schmelze steigt um ein Vielfaches an.

„Durch Berücksichtigung einer speziellen Bewegung innerhalb der ungeordneten Flüssigkeit konnten wir zeigen, dass die interatomaren Potentiale der Legierung, die sensibel auf die chemische Zusammensetzung reagieren, verantwortlich für die Elastizität, die Viskosität und die Fragilität der Flüssigkeit nahe der Glastemperatur sind“, so Prof. Dr. Konrad Samwer vom I. Physikalischen Institut der Universität Göttingen. Das neue analytische Modell sagt vorher, dass mit steigender Temperatur die Viskosität doppelt-exponentiell ansteigt.

Darüber hinaus haben die Göttinger in Zusammenarbeit mit Forschern der Arizona State University in Tempe gezeigt, dass diese Fragilität dieser Flüssigkeiten während des viskosen Fließprozesses durch eine mechanische Dehnung enorm geändert werden kann und dass die Glastemperatur selbst vom mittleren Abstand der Atome bestimmt wird. Diese Ergebnisse decken sich mit der nun vorhandenen mathematischen Gleichung.

„Die zukünftige Anwendung der mathematischen Gleichungen wird es möglich machen, gezielt makroskopische mechanische Eigenschaften dieser komplexen Materialien zu kontrollieren und eine noch breitere Verwendung in der Industrie zu ermöglichen“, sagt Prof. Samwer. Dazu gibt es in den USA und China bereits eine große Zahl von Startups, die unter anderem auch mit namhaften Smartphone-Herstellern zusammenarbeiten.

Originalveröffentlichung: Johannes Krausser et al. (2015) Interatomic repulsion softness directly controls the fragility of supercooled metallic melts. PNAS. Doi: 10.1073/pnas.1503741112.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Konrad Samwer
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – I. Physikalisches Institut
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-7601, E-Mail: ksamwer@gwdg.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/42094.html

Weitere Informationen:

http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5307

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

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