Fast alle Materialien zeigen Nicht-Gleichgewichtsphasenübergänge, über welche viele technologisch wichtige Eigenschaften (z.B. Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, magnetische Eigenschaften usw.) eingestellt werden. Eine Schlüsselfrage der Materialwissenschaft ist es zu verstehen, wie schnell diese Übergänge auftreten und damit die gewünschten Eigenschaften erreicht werden können. In Metallen ist diese Geschwindigkeit über fehlende Atome geregelt. Der Mechanismus funktioniert wie ein mit Figuren besetztes Schachbrett, wobei die Figuren die Atome im Material darstellen. Sind alle Felder besetzt, können sich die Figuren nicht bewegen. Nur wenn Figuren fehlen sind diese beweglich. Obwohl der Mechanismus Mitte des letzten Jahrhunderts entdeckt wurde, gibt es bis heute in Nicht-Gleichgewichts-Situationen keine allgemein gültigen Berechnungsmodelle, weil eine indirekte oder direkte Beobachtung der fehlenden Atome bei industriell relevanten Bedingungen aufgrund deren Geschwindigkeit und der Lokalisierung auf einzelne Atompositionen nicht möglich war. Pogatscher möchte diese Limitierungen nun aushebeln.
Einerseits verwendet er ultraschnelle Chip-Kalorimetrie, um die Geschwindigkeit dieser Reaktionen im Nicht-Gleichgewicht zu messen und die Entwicklung der Anzahl an fehlenden Atomen indirekt zu bestimmen. Auch soll die neuartige Technik der Chip-Kalorimetrie als Standard für die thermische Analyse von Metallen etabliert werden.
Andererseits ist es das Ziel, sehr lokal mittels Raster-Transmissionselektronenmikroskopie die Bewegung einzelner fehlender Atome in Metallen zu filmen, womit diese erstmals direkt bei deren Arbeit des Transports von Atomen beobachtet werden können.
Das Projekt schließt eine über ein halbes Jahrhundert bestehende Lücke zwischen Theorie und Experiment. Aus den Erkenntnissen sind erhebliche Auswirkungen auf die Optimierung und Gestaltung neuer Prozesse und Produkte im Bereich der Metallurgie, aber auch in der Materialwissenschaft insgesamt, zu erwarten.
ERC Grant
Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) fördert themenoffene Pionierforschung, bei der die Grenzen zwischen Grundlagen- und angewandter Forschung sowie den einzelnen Wissenschaftsdisziplinen aufgehoben sind. Alleiniges ERC Förderkriterium ist die wissenschaftliche Exzellenz sowohl des Projekts als auch der Forscherin/des Forschers. Der ERC Starting Grant richtet sich an herausragende Nachwuchsforscher, die eine unabhängige Arbeitsgruppe aufbauen möchten.
Zur Person
Stefan Pogatscher studierte Metallurgie an der Montanuniversität Leoben, wo er 2012 auch promovierte. Nach einem Post-Doc-Aufenthalt an der ETH Zürich trat er im Mai 2015 eine Stelle zunächst als Assistenzprofessor, seit 2017 als assoziierter Professor, an der Montanuniversität an. Seit 2015 ist er auch Stiftungsprofessor für Werkstofftechnik von Aluminium am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie. Er erhielt in seiner noch jungen Karriere bereits etliche bedeutende nationale und internationale Preise, wobei im Speziellen der Houskapreis 2016 zu nennen ist. Seine Forschung beschäftigt sich mit metallischen Gläsern, Magnesiumlegierungen und der Werkstofftechnik von Aluminium.
Weitere Infos:
Assoz.Prof. Dr. Stefan Pogatscher
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben
Tel.: +43 3842 402-5228
E-Mail: stefan.pogatscher(at)unileoben.ac.at
