SPP 1239:
Änderung von Mikrostruktur und Form fester Werkstoffe durch äußere Magnetfelder
Fachliche Zuordnung
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Physik
Förderung
Förderung von 2006 bis 2013
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 18470518
Erstellungsjahr
2013
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In magnetischen Formgedächtnislegierungen kann eine Längenänderung von bis zu 12 % durch das Anlegen eines magnetischen Feldes erreicht werden. Diese große Dehnung entsteht durch Verschiebung von Zwillingsgrenzen in einigen magnetisch anisotropen Materialien mit martensitischem Übergang. Somit kann in diesen festen Werkstoffen das Gefüge und damit die Form durch moderate äußere Magnetfelder kontrolliert werden. Die Kombination aus relativ großen Dehnungen mit hohen Schaltfrequenzen ermöglicht neuartige Anwendungen, die mit bisher eingesetzten adaptiven Materialien nicht realisierbar sind.
Durch die enge Zusammenarbeit von Mathematikern, Physikern, Werkstoffwissenschaftlern und Ingenieuren konnten die zugrundeliegenden Mechanismen von der atomaren Skala bis zum Aktorsystem verstanden werden. Dieses Ziel wurde durch eine fachübergreifende Fokussierung auf eine klar definierte, neuartige Materialklasse erreicht. Hierdurch hat das SPP 1239 die Weiterentwicklung dieser multifunktionalen Werkstoffklasse wesentlich vorangebracht und eine hervorragende internationale Sichtbarkeit erreicht. Aus dem Schwerpunktprogramm ist eine Vielzahl von internationalen Zusammenarbeiten und weiterführenden Forschungsaktivitäten entstanden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Modelling the phase diagram of magnetic shape memory Heusler alloys, J. Phys. D: Appl. Phys. 39 (2006) 865
P. Entel, V.D. Buchelnikov, V.V. Khovailo, A.T. Zayak, W.A. Adeagbo, M.E. Gruner, H.C. Herper, E.F. Wassermann
-
Oscillatory buckling mode in thin-film nucleation, J. Nonlinear Sci. 16 (2006) 385
R. Cantero-Álvarez, F. Otto
-
Electronic aspects of the martensitic transition in Ni-Mn based Heusler alloys, J. Magn. Magn. Mater. 310 (2007) 2788
T. Krenke, X. Moya, S. Aksoy, M. Acet , P. Entel, L. Mañosa, A. Planes, Y. Elerman, A. Yücel, E.F. Wassermann
-
Magnetic superelasticity and inverse magnetocaloric effect in Ni-Mn-In, Phys. Rev. B 75 (2007) 104414
T. Krenke, E. Duman, M. Acet, E.F. Wassermann, X. Moya, L. Mañosa, A. Planes
-
Effects of hydrostatic pressure on the magnetism and martensitic transition of Ni-Mn-In magnetic superelastic alloys, Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 012515
L. Mañosa, X. Moya, A. Planes, O. Gutfleisch, J. Lyubina, M. Barrio, J.-L. Tamarit, S. Aksoy, T. Krenke, M. Acet
-
Magnetostrain in multifunctional Ni-Mn based magnetic shape memory alloys, Mat. Sci. Forum 583 (2008) 111
Ll. Mañosa, X. Moya, A. Planes, S. Aksoy, M. Acet, E.F. Wassermann, T. Krenke
-
Large magnetostrain in polycrystalline Ni–Mn–In–Co, Appl. Phys. Lett. 95 (2009) 232515
J. Liu, S. Aksoy, N. Scheerbaum, M. Acet, O. Gutfleisch
-
Structural properties and magnetic interactions in martensitic Ni-Mn-Sb alloys, Phil. Mag. 89 (2009) 2093
S. Aksoy, M. Acet, E.F. Wassermann, T. Krenke, X. Moya, L. Mañosa, A. Planes, P.P. Deen
-
Ferromagnetic resonance in Ni-Mn based ferromagnetic Heusler alloys, J. of Phys.: Conf. Series 200 (2010) 092001
S. Aksoy, O. Posth, M. Acet, R. Meckenstock, J. Lindner, M. Farle, E.F. Wassermann
-
Giant solid-state barocaloric effect in the Ni-Mn-In magnetic shapememory alloy, Nat. Mater. 9 (2010) 478
L. Mańosa, D. González-Alonso, A. Planes, E. Bonnot, M. Barrio, J.-L.Tamarit, S. Aksoy, M. Acet
-
Composition-dependent Basics of smart Heusler materials from firstprinciples calculations, Mater. Sci. Forum 684 (2011) 1
P. Entel, A. Dannenberg, M. Siewert, H.C. Herper, M.E. Gruner, V.D. Buchelnikov, V.A. Chernenko
-
Monte Carlo simulations of the magnetocaloric effect in magnetic Ni-Mn-X (X = Ga, In) Heusler alloys, J. Phys. D: Appl. Phys. 44 (2011) 064012
V.D. Buchelnikov, V.V. Sokolovskiy, S.V. Taskaev, V.V. Khovaylo, A.A. Aliev, L.N. Khanov, A.B. Batdalov, P. Entel, H. Miki, T. Takagi
-
A first-principles investigation of the compositional dependent properties of magnetic shape memory Heusler alloys, Adv. Eng. Mater. 14 (2012) 530
M. Siewert, M.E. Gruner, A. Hucht, H.C. Herper, A. Dannenberg, A. Chakrabarti, N. Singh, R. Arroyave, P. Entel
-
Basic properties of magnetic shape-memory materials from first-principles calculations, Metall. Mater. Trans. 43A (2012) 2891
P. Entel, A. Dannenberg, M. Siewert, H.C. Herper, M.E. Gruner, D. Comtesse, H.-J. Elmers, M. Kallmayer
-
An Open-Loop Control Approach for Magnetic Shape Memory Actuators Considering Temperature Variations, Adv. in Sci. and Tech. 78 (2013) 119
K. Schlueter, A. Raatz, L. Riccardi
-
Nucleation barriers for the cubic-to-tetragonal phase transformation, Comm. Pure Appl. Math. 66 (2013) 867
H. Knüpfer, R. V. Kohn, F. Otto
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Projekte
-
Ab initio investigation of temperature dependent effects in magnetic shape memory Heusler alloys
(Antragsteller
Hickel, Tilmann
)
-
Basic research of the influence of real structure on magnetic field induced strain (MFIS) in NiMnGa alloys - Magnetic field induced strain (MFIS) in textured polycrystalline ferromagnetic martensitic NiMnGa alloys
(Antragstellerinnen / Antragsteller
Böhm, Andrea
;
Roth, Stefan
)
-
Basic research of the influence of real structure on the magnetic field induced strain in NiMnGa alloys - Structure and properties of twin boundaries in NiMnGa alloys
(Antragsteller
Skrotzki, Werner
)
-
Characterization of the micro- and nanostructure of magnetic shape memory materials by Transmission Electron Microscopy (TEM).
(Antragsteller
Kienle, Lorenz
)
-
Coordination of the SPP 1239
(Antragsteller
Fähler, Sebastian
)
-
Development of MSMA-Driven Actuators based on Standardization of Single Crystal Growth, Treatment and Quality Assessment
(Antragstellerin
Raatz, Annika
)
-
Domain structures and dynamics in Ferromagnetic shape memory materials: Theory and Experiment - Continuum models of magnetic shape memory materials: mathematics
(Antragsteller
Müller, Stefan
;
Otto, Felix
)
-
Domain structures and dynamics in Ferromagnetic shape memory materials: Theory and Experiment - Continuum models of magnetic shape memory materials: modelling
(Antragsteller
Rößler, Ulrich K.
)
-
Domain structures and dynamics in Ferromagnetic shape memory materials: Theory and Experiment - Dynamic metallographic and magneto-optical polarization microscopy of MSMA systems
(Antragsteller
McCord, Jeffrey
)
-
Exploitation and Transfer of Results of the SPP 1239
(Antragsteller
Quandt, Eckhard
)
-
Fe-Pd-X Thin Film-Polymer Composites for Sensor Applications - Development of new miniaturized sensors using composites of ferromagnetic shape memory thin films and polymers
(Antragsteller
Quandt, Eckhard
)
-
Fe-Pd-X Thin Film-Polymer Composites for Sensor Applications -Extrinsic properties of epitaxial Fe-Pd MSM films
(Antragsteller
Fähler, Sebastian
)
-
Fe-Pd-X Thin Film-Polymer Composites for Sensor Applications - First-principles evaluation of magneto-crystalline anisotropy and related intrinsic properties of Fe-Pd-X: optimization of alloy composition
(Antragsteller
Richter, Manuel
)
-
Integrated Microactuator Systems Emphasizing Ni-Mn-Ga Films with a Tailored Microstructure INTACT - Design and System Integration of Microactuators with Discrete and Thin-Film MSM Elements
(Antragsteller
Gatzen, Hans-Heinrich
)
-
Integrated Microactuator Systems Emphasizing Ni-Mn-Ga Films with a Tailored Microstructure - INTACT - Micromachining and Integration of Ni-Mn-ga Film Actuators for Microsystems Applications
(Antragsteller
Kohl, Manfred
)
-
Magnetic, magnetoelastic and dynamical properties of martensitic Heusler alloys
(Antragsteller
Acet, Mehmet
)
-
Magnetic, magnetoelastic and dynamical properties of martensitic Heusler alloys - Ab initio and semi-empiric simulations of structural changes of magnetic shape memory systems by external magnetic fields
(Antragsteller
Entel, Peter
)
-
Magnetic, magnetoelastic and dynamical properties of matensitic Heusler alloys
(Antragsteller
Neuhaus, Jürgen
)
-
Magnetic shape-memory alloys as active materials for vibration damping
(Antragsteller
Janocha, Hartmut
)
-
Mathematical Modeling and Simulation of Microstructured Magnetic-Shape-Memory Devices
(Antragsteller
Conti, Sergio
)
-
Microactuator Systems Based on Epitaxial Ni-Mn-Ga Films with Magnetic Shape Memory Effect (EPITACT)
(Antragsteller
Fähler, Sebastian
;
Kohl, Manfred
)
-
Microstructure of epitaxial films of the magnetic shape memory material Ni2MnGa
(Antragsteller
Jakob, Gerhard
)
-
PAk 1: Fe-Pd-X Thin Film-Polymer Composites for Sensor Applications - Combinatorial Development of New Ferromagnetic Shape Memory Thin Films with Improved Intrinsic Properties
(Antragsteller
Ludwig, Alfred
)
-
PAK 5: "Integrated Microactuator Systems Emphasizing Ni-Mn-Ga Films with a Tailored Microstructure" INTACT - Mechanical, magnetic and morphological properties of vapor desposited magnetic shape memory alloy thin films
(Antragsteller
Mayr, Stefan
)
-
Paket 1 "Fe-Pd-X Thin Film-Polymer Composites for Sensor Applications" - Ab initio evaluation of phase stability, magnetism and twon boundary mobility in ternary Fe-based shape memory materials
(Antragsteller
Gruner, Markus
)
-
Phase-field modelling of magnetically induced microstructure evolution in martensitic polycrystals
(Antragstellerin
Nestler, Britta
)
-
Polymer bonded textured composites with single crystalline NiMn-based MSM particles for magnetic-field controlled dampers and actuators
(Antragsteller
Gutfleisch, Oliver
)