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 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik