Verformungskinetik nanokristalliner Metalle

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Blum
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5419478

Nanokristalline Stoff stehen als neue Stoffgruppe mit hohem Anwendungspotenzial im Mittelpunkt des Forschungsinteresses. Sie zeichnen sich durch einen hohen Volumenanteil an Korngrenzen aus. Bisher ist nicht geklärt, wie sich dieser Korngrenzenanteil auf den Verformungswiderstand nanokristalliner Metalle auswirkt; das gilt trotz zahlreicher Berichte über spezielle Effekte in nanokristallinen Stoffen wie etwa den inversen Hall-Petch-Effekt, der durch Diffusionsfließen ausgelöst werden könnte. Es gibt keinen Überblick über die Verformungskinetik (Zusammenhang Verformungsgeschwindigkeit-Spannung-Temperatur Struktur) in einem großen Geschwindigkeitsbereich. Meist fehlen detaillierte Angaben über die Struktur der Korngrenzen anhand von Orientierungsunterschiedsverteilungen, so dass die Beiträge von Großwinkel- und von Kleinwinkelkorngrenzen, die sich wegen ihrer völlig unterschiedlichen Struktur unterschiedlich auswirken sollten, nicht spezifiziert werden können. In dem beantragten Vorhaben soll durch Kombination von mechanischen Messungen in einem weiten Feld von Temperatur und Verformungsgeschwindigkeit mit gezielten Strukturuntersuchungen hinsichtlich Klein- und Großwinkelkrongrenzenanteil und Stabilität der Kornstruktur während Verformung bei erhöhter Temperatur an Cu und Ti unterschiedlicher Kornstruktur der Einfluß von Groß- und Kleinwinkelkorngrenzen auf die Verformung geklärt werden. Ultrafeinkörnige und nanokristalline Proben aus Cu und Ti unterschiedlicher Reinheit/Legierungszusammensetzung sollen sowohl von anderen Stellen beschafft wie auch mittels gepulster Elektrodenposition (PED) selbst hergestellt werden. Aus den Untersuchungen soll sich der Einfluss der Korngrenzen auf den Widerstand gegen einsinnige Verformung in Abhängigkeit von der Temperatur qualitativ und, unter Nutzung vorhandener Versetzungsmodelle plastischer Verformung, auch quantitativ ergeben.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Mathias Göken; Privatdozent Dr.-Ing. Heinz-Werner Höppel