Home | english  | Impressum | Sitemap | PhM

Die Abteilung Physikalische Metallkunde

Leiter der Abteilung: Dr.-Ing. Alexander Kauffmann

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Dr.-Ing. Florian Gang
Dr.-Ing. Daniel Schliephake
Dipl.-Ing. Ioannis Sprenger
Dipl.-Ing. Sascha Seils
Dipl.-Ing. Anke Schmitt
Dipl.-Ing. Ulla Hauf
Dipl.-Ing. Hans Chen
M.Sc. Camelia Gombola
M.Sc. Aditya Srinivasan Tirunilai

unterstützt wird unsere Arbeit von unseren APT-Kollegen der KNMF:
Dr. Torben Boll
Dipl.-Ing. Sascha Seils
 

Kernkompetenz

In der Abteilung Physikalischen Metallkunde werden neue, metallische Werkstoffe für extreme Bedingungen auf Grundlage metallphysikalischer Methoden untersucht und entwickelt. Der Fokus liegt dabei auf Materialien auf Basis intermetallischer Phasen zur Steigerung der Effizienz von Maschinen mit hohen Betriebstemperaturen. Dabei sind im Allgemeinen eine gute Hochtemperaturfestigkeit und Kriechbeständigkeit sowie eine hohe Oxidationsstabilität kombiniert mit ausreichender Bruchzähigkeit bei niedrigen Temperaturen zentrales Entwicklungsziel. Darüber hinaus werden in unserer Abteilung auch das grundlegende Verhalten von Kontaktwerkstoffen in Vakuumschaltern sowie das mechanische Verhalten von bestimmten Legierungen bei sehr tiefen Temperaturen untersucht.

Materialsynthese

Die Materialherstellung erfolgt in unserem Materialsyntheselabor, wo folgende Methoden zur Verfügung stehen:

  • Schmelzmetallurgie mit Lichtbogenofen und Zonenschmelzanlage zur gerichteten Erstarrung
  • Pulvermetallurgie mit Attritor, Planetenkugelmühle, Cryomahlen und Heißpressen
  • Wärmebehandlungen in diversen Atmosphären

Charakterisierungsverfahren

Zur Charakterisierung der mechanischen und thermophysikalischen Eigenschaften sowie des Gefüges metallischer Materialien stehen neben einer gut ausgerüsteten Materialografie mit einigen Lichtmikroskopen weitere Charakterisierungsmethoden zur Verfügung:

  • Mechanische Prüfmaschinen für Zug-, Druck- sowie zyklische Beanspruchungen sowie für Kriechexperimente an Luft und in Vakuum
  • Thermische Analyseverfahren wie Thermogravimetrie (TGA), Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) und Gasanalyse
  • Fokussierter Ionenstrahl (FIB) zur mikroskopischen Zielpräparation
  • analytische Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und Orientierungsabbildung mittels Rückstreuelektronenbeugung (EBSD)
  • Röntgenbeugung (XRD)
  • dreidimensionale Atomsondentomografie (APT)

 

Forschungsvorhaben der Abteilung

Aktuelle Veröffentlichungen

art5

Combinatorial exploration of the high entropy alloy system Co-Cr-Fe-Mn-Ni

Mit Unterstützung unserer Kollegen vom IAM-AWP, der KNMF und der Universität Siegen haben wir eine erste Studie zur kombinatorischen Erforschung der Cantorlegierung durchgeführt und untersucht welche Kristallstrukturen und Gefüge bei der Abscheidung von Co-Cr-Fe-Mn-Ni durch Magnetronsputtern auftreten.

Creep of binary Fe-Al alloys with ultrafine lamellar microstructures

Durch eine Kooperation unserer Abteilung mit der Brown University (Providence, USA) und dem MPIE Düsseldorf konnten wir die gefügebedingten Ursachen für das spezielle Kriechverhalten von lamellaren Fe-Al-Legierungen FeAl und FeAl2 aufklären.

Enhanced Oxidation Resistance of Mo-Si-B-Ti Alloys by Pack Cementation

In Zusammenarbeit mit unseren Kollegen der University of Wisconsin - Madison und der Universität Siegen haben wir gezeigt, dass eine geeignete Packbeschichtung von Mo-Si-B-Ti-Legierungen zu einer deutlich verbesserten Oxidationsbeständigkeit beitragen können.

Microstructure and mechanical properties at elevated temperatures of a new Al-containing refractory high-entropy alloy Nb-Mo-Cr-Ti-Al

Zusammen mit unseren Kollegen der Universität Siegen haben wir die Phasenbildung und das mechanische Verformungsverhalten einer neuartigen, konfigurations-entropiestabilisierten Legierung auf Basis von Nb-Mo-Cr-Ti-Al untersucht und konnte somit Rückschlüsse auf die Thermodynamik dieser Legierungsvariante und die grundlegenden Verformungsmechanismen ziehen.

Orientation relationship of eutectoid FeAl and FeAl2

Zusammen mit Kollegen des MPIE Düsseldorf und dem ITEP und INT des KIT konnten wir die Orientierungsbeziehung von FeAl und FeAl2 in eutektoid zerfallenen Legierungen nachwiesen und Rückschlüsse auf den Aufbau der Grenzflächen in diesen lamellaren Materialien ziehen.