Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Verfahren entwickelt: Korrosionsmessung von Nanostrukturen unter einsatznahen Bedingungen

24.07.2007
Zur realitätsnahen Durchführung von Härtetests an Werkstoffen hat die Arbeitsgruppe um die Saarbrücker Werkstoffwissenschaftler Prof. Horst Vehoff und Dipl.-Ing. Afrooz Barnoush ein weltweit einzigartiges in-situ-Verfahren entwickelt: Dabei werden die zu messenden Materialien mit festigkeitsreduzierendem Wasserstoff "beladen". Anschließend werden die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes mit einem so genannten Nanoindenter im Mikro- und Nanobereich gemessen. Die neue Methode erlaubt die direkte Optimierung von Werkstoffen auf der Mikro- und Nanoebene unter korrosiver Meerwasserumgebung, versprödender Wasserstoffatmosphäre oder unter dem Einfluss aggressiver Säuren. Mögliche Anwendungen sind die Offshore-Technik, die Wasserstoffenergiewirtschaft oder die chemische Industrie.

Mit dem neuen Verfahren ist es erstmalig möglich, den Einfluss von Wasserstoff und Korrosionsprozessen auf lokale mechanische Eigenschaften von Werkstoffen direkt zu untersuchen. Denn: Ein Werkstoff kann nur bis zu einer bestimmten Kraft elastisch, also ohne Schädigung, belastet werden - und dieser Wert ändert sich in einer wasserstoffhaltigen Umgebung. Da Wasserstoff in Zukunft als potenzieller Energieträger eine größere Rolle spielen wird, ist das neue Verfahren zur Korrosionsmessung ein zukunftsträchtiges Forschungsgebiet.

Die von den Saarbrücker Forschern entwickelte "Fluid cell" wird in einen so genannten Nanoindenter (Nano-Härte-Messgerät) integriert. Dieses Großgerät wurde am Lehrstuhl neu angeschafft und mit Mitteln aus dem Hochschulbauförderungsgesetz finanziert. Mit dem Nanoindenter können die physikalischen Mechanismen des Versagens von Werkstoffen auf einer feinen Skala genau untersucht werden. Entscheidend für die makroskopischen Eigenschaften der Werkstoffe, wie Korrosionsbeständigkeit und Widerstand gegen wechselnde Belastungen, ist deren Mikro- bzw. Nanostruktur. Um diese zu identifizieren, besitzt der Nanoindenter eine feinste Diamantspitze, deren Radius 50 nm (1 nm = 1 Millionstel Millimeter) beträgt. Diese Spitze wird in die Werkstoffoberfläche gedrückt und dabei die Kraft als Funktion der Eindringtiefe der Spitze in den Werkstoff gemessen. Aus der maximalen Eindringtiefe kann unter anderem die Härte eines Werkstoffes bestimmt werden.

Das Besondere dabei ist, dass die zu prüfenden Bereiche des Werkstoffes nur wenige 100 nm groß sein müssen und gezielt ausgewählt werden können. Dadurch ist es möglich, einzelne Phasen und Bestandteile, aus denen sich moderne Werkstoffe zusammensetzen, zu prüfen und die Einzeldaten mit den resultierenden makroskopischen Eigenschaften zu vergleichen. Somit können durch eine gezielte Variation der einzelnen Phasen und Strukturgrößen die makroskopischen Eigenschaften von Werkstoffen optimiert werden. Die Kombination dieser Technik mit der neuen in-situ Methode erlaubt jetzt die direkte Optimierung der Werkstoffe auf der Mikro- und Nanoebene unter korrosiver Meerwasserumgebung, versprödender Wasserstoffatmosphäre oder unter dem Einfluss aggressiver Säuren für Anwendungen in der Offshore-Technik, der Wasserstoffenergiewirtschaft oder der chemischen Industrie.

Der neue Nanoindenter am Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft und Methodik dient nicht nur hochkarätiger Forschung, hier werden auch die angehenden Ingenieure ausgebildet. Bereits in diesem und im vergangenen Jahr wurden zwei Absolventen des Instituts für ihre herausragenden Diplomarbeiten ausgezeichnet: Dipl.-Ing. Wolfgang Schäf 2006 mit dem Nachwuchspreis des VDI-Saar für die beste Diplomarbeit 2005 und Dipl.-Ing. Thomas Waschkies 2007 mit dem deutschlandweit ausgeschriebenen Preis der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) für die beste Diplomarbeit im Jahre 2006.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert mehrere Forschungsprojekte des Lehrstuhls zu den lokalen Messungen der Versagensmechanismen von Werkstoffen. Zusammen mit den Mitteln für den Nanoindenter beläuft sich die am Institut im Themenbereich "Nanotechnologie" investierte Gesamtsumme auf nahezu eine Million Euro.

Kontakt:
Prof. Dr. Horst Vehoff
Werkstoffwissenschaften und Methodik
Tel. (0681) 302-5108
E-Mail: vehoff@matsci.uni-sb.de

Saar - Uni - Presseteam | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

Weitere Berichte zu: Korrosionsmessung Mikro Nanoindenter Nanostruktur Wasserstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Verfahren zur Inprozesskontrolle in der Warmumformung
18.08.2017 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht Forschungsprojekt zu optimierten Oberflächen von Metallpulver-Spritzguss-Werkzeugen
17.08.2017 | Hochschule Pforzheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie