ESPRIT-Projekt: Montanist erforscht Grenzflächen

Dr. Michael Meindlhumer vom Lehrstuhl für Materialphysik an der Montanuniversität Leoben hat kürzlich ein renommiertes ESPRIT-Stipendium des Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) erhalten. Unter dem Titel "The nanoscale stress field of interface cracks (InFraStress)" widmet sich das Projekt der Untersuchung von nanoskaligen Spannungs- und Dehnungsfeldern entlang von Grenzflächenrissen während eines Bruchs. Ziel ist es, den Rissfortschritt entlang von Grenzflächen besser zu verstehen.

Das Projekt entsteht in Kooperation mit Forschungsgruppen der Montanuniversität Leoben (Univ.-Prof. Daniel Kiener, Prof. Jozef Keckes und Assoz.-Prof. Daniel Rostislav), des Erich Schmid Instituts für Materialwissenschaften (Priv.-Doz. Andrea Bachmaier) sowie der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF, Dr. Manfred Burghammer) und der Università degli Studi di Udine (Assoz.-Prof. Enrico Salvati). 

Das ESPRIT-Programm dient der Förderung von Postdocs am Beginn ihrer wissenschaftlichen Laufbahn und ermöglicht die Durchführung eines eigenständigen Forschungsprojekts. Die Förderlaufzeit beträgt drei Jahre.

Neue Einblicke in Grenzflächenrisse

Grenzflächen zwischen verschiedenartigen Materialien sind entscheidend für die Performance und strukturelle Integrität moderner Funktionswerkstoffe. Sie treten in unterschiedlicher Form auf, in der Größe von einzelnen Nanometern bei Mikroelektronikbauelementen bis zu einer Ausdehnung in der Kilometerskala z.B. bei geologischen Verwerfungslinien. Trotz ihrer enormen Bedeutung basiert das mechanische Verständnis dieser Grenzflächen oft auf stark vereinfachten elastischen Annahmen und phänomenologischen Untersuchungen.

Im Rahmen von InFraStress wird eine Kombination aus mikromechanischen Untersuchungsmethoden genutzt. Mithilfe der in situ Rasterelektronenmikroskopie wird der dynamische Bruchvorgang entlang von Grenzflächen untersucht. Zudem ermöglicht die in situ Synchrotron-Röntgennanobeugung eine präzise Untersuchung der Spannungs- und Dehnungsfelder während der Verformung. Diese experimentellen Erkenntnisse werden anschließend durch eine Finite-Elemente-Modellrechnung komplementiert.

Neue Designkriterien für moderne Werkstoffe

Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts sollen das wissenschaftliche Verständnis von Grenzflächenrissen fundamental erweitern. Auf Basis dieser neuen Modelle können zukünftig neue Designkriterien für moderne Struktur- und Funktionswerkstoffe entwickelt werden.

Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Daniel Kiener
Department Werkstoffwissenschaft
Lehrstuhl für Materialphysik
Tel.: +43 3842 804 412
E-Mail: daniel.kiener(at)unileoben.ac.atb 

Dipl.-Ing. Dr. Micheal Meindlhumer
Department Werkstoffwissenschaft
Lehrstuhl für Materialphysik
Tel.: +43 (0) 3842-804-301
E-Mail: michael.meindlhumer(at)unileoben.ac.at 

 

Dipl.-Ing. Dr. Micheal Meindlhumer. Foto: © MUL/Department Werkstoffwissenschaft

Dipl.-Ing. Dr.mont. Micheal Meindlhumer. Foto: © MUL/Department Werkstoffwissenschaft

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