www.mcl.at
33
FORSCHUNGSSCHWERPUNKT
COMET K2 MPPE
Strategisches
Forschungsprojekt
A 2.3
von Grenzflächen gelegt. Die Kopplung der numerisch und experimentell erhaltenen
Grenzflächenstruktur mit Eigenschaften, die über diese Grenzflächen bestimmt wer-
den, ermöglicht ein tiefgreifendes Werkstoffverständnis. Beispielsweise kann damit
die über Grenzflächen und ihre Dotierungen bestimmte elektrische Leitfähigkeit von
Elektrokeramik oder die Steuerung des Wachstums von Hartstoffschichten über epi-
taktische Beziehungen zu ihren Unterlagsschichten erklärt werden. Die im Rahmen
des Projekts entwickelten Methoden liefern damit grundlegende Daten über Struktur
und Eigenschaften von Grenzflächen, die zum Beispiel in Finite-Elemente-Modelle
eingebaut werden können und somit das Verhalten von modernen grenzflächenbe-
stimmten Werkstoffen auch im makroskopischen Maßstab vorhersagbar machen.
Mit Hilfe des strategischen Projekts der Area 2 „MultiskaligesMaterialdesign“ konnten
sowohl analytische als auch numerische Methoden zur Struktur- und Eigenschafts-
charakterisierung von grenzflächenkontrollierten Werkstoffen aufgebaut werden, die
künftig als Basis für die gezielte Einstellung der Eigenschaften von Struktur- und
Funktionswerkstoffen dienen können.
Das Projekt wurde in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Physikalische Chemie,
dem Lehrstuhl für Funktionale Werkstoffe und Werkstoffsysteme, dem Lehrstuhl für
Metallkunde und metallische Werkstoffe und dem Lehrstuhl für Atomistic Modelling
and Design of Materials der Montanuniversität Leoben durchgeführt.
b)
c)
d)
e)
f)
a) Kriechverhalten von TiAl mit gleichen Volumsanteilen der Phasen, jedoch unterschiedlichen Korngrenzen; (b, c) Mn-Segregation an einer Zwillingskorngrenze
in einer BaTiO
3
-
Elektrokeramik; d) PTC-Effekt – Leitfähigkeit im Bulkmaterial und an der Grenzfläche in Abhängigkeit der Temperatur; e) Ab-initio-Modellierung
der Grenzschicht Al
2
O
3
und TiO
2
;
f) berechnetes Scherspannungs/Dehnungs-Diagramm einer TiO
2
-
Al
2
O
3
Grenzschicht
a)