Metallische Werkstoffe
Innovative Werkstoffentwicklung für die Energie der Zukunft.
Leiter: Dr. Michael Rieth
Unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist Teil der Großforschung und leistet einen wichtigen Beitrag zur Energieforschung auf nationaler und europäischer Ebene. Als Partner im Energieprogramm der Helmholtz-Gemeinschaft und als Mitglied des Großforschungsprojekts EUROfusion gestalten wir die Zukunft der Kernfusion aktiv mit.
Fokus
Unsere Forschungsarbeiten sind anwendungsorientiert und auf die Anforderungen der Großforschung ausgerichtet. Im Fokus stehen neben Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit insbesondere der Einsatz industrieller Produktions-, Umform-, Verbindungs- und Fertigungstechnologien. Wir entwickeln hochleistungsfähige Struktur- und Funktionswerkstoffe, die extremen Bedingungen standhalten - darunter hohe Temperaturen, intensive Wärmeflüsse und energiereiche Neutronenstrahlung in Kombination mit mechanischen, chemischen oder zeitkritischen Belastungen. Die Wekstoffeigenschaften werden gezielt für spezifische Anwendungsfälle optimiert, wodurch neue Einsatzmöglichkeiten in der Energiekonversion, insbesondere für Komponenten von Fusionskraftwerken, erschlossen werden.
Kompetenz
Ausgehend von einer Idee durchlaufen unsere Entwicklungsschritte eine umfassende Prozesskette: von der theoretischen Modellierung über thermodynamische und thermomechanische Simulationen bis hin zur Produktion im Labor-und Industriemaßstab. Wir charakterisieren alle relevanten Werkstoffeingenschaften experimentell und ergänzen usere Analysen durch mikrostrukturelle und chemische Untersuchungen. Zudem fertigen wir Prototypen (Halbzeuge und Mockups) und testen Komponenten unter realen Einsatzbedingungen. Unser Ziel ist die Entwicklung innovativer Werkstoffe sowie die Bereitstellung präziser werkstofftechnologischer Prozessparameter und Kenngrößen für die industrielle Produktion und Komponentenfertigung.
Netzwerk
Trotz unserer Spezialisierung auf hochspezifische Anwendungen sind die zu berücksichtigenden Randbedingenungen, Anforderung und Eigenschaften äußerst komplex und vielfälltig. Daher können nicht alle erforderlichen Untersuchungen und Experimente innerhalb unserer Abteilung durchgeführt werden. Umfassende Kooperationen sind essenziel: Wir arbeiten eng mit den Partnern aus dem KIT, der Industrie sowie nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen zusammen. Besonders die Charakterisierung und der Test von Prototypen erfordert den Zugang zu Großanlagen wie Testreaktoren für Neutronenbestrahlung oder Experimentieranlagen zur Untersuchung von Plasma-Werkstoff-Wechselwirkungen.
Publikationsliste
Amersdorfer, M.; Meurer, T.
2025. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 22, 24152–24163. doi:10.1109/TASE.2025.3632764
Henze, N.; Zirkler, B.
1990. Communications in statistics / Theory and methods, 19 (10), 3595–3617. doi:10.1080/03610929008830400
Dette, H.; Henze, N.
1990. Statistics & probability letters, 10 (5), 381–390
Henze, N.; Baringhaus, L.
1990. Statistics & probability letters, 9 (4), 299–304
Henze, N.
1990. Metrika, 37 (1), 7–18. doi:10.1007/BF02613501
Dette, H.; Henze, N.
1989. Journal of applied probability, 26 (1), 67–80
Henze, N.; Baringhaus, L.; Danschke, R.
1989. Communications in statistics / Simulation and computation, 18 (1), 363–379. doi:10.1080/03610918908812764
Henze, N.; Baringhaus, L.
1988. Metrika, 35 (6), 339–348. doi:10.1007/BF02613322
Tonacatl-Monez, R.-A.; Heid, R.; De la Peña-Seaman, O.
2025. Journal of Physics: Condensed Matter, 37 (46), Article no: 465801. doi:10.1088/1361-648X/ae177c
Scholz, A.; Kloo, Y.; Theisen, S.; Saurat, M.; Schneider, C.; Meisel, K.; Röder, L.; Dögnitz, N.; Stapf, D.; Reeves, A.
2025. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie. doi:10.5445/IR/1000187519
Lange, A.; Cederbladh, J.; Feichtinger, K.; Weber, T.
2025. INCOSE International Symposium, 348–363. doi:10.1002/iis2.70080
Ermoli, F.; Spahn, C.; Sadhir, I.; Bode, H. B.; Diepold, A.
2025. Cell Reports, 44 (12), Article no: 116592. doi:10.1016/j.celrep.2025.116592
Jacyszyn, A. M.; JIANG, S.; Gesese, G. A.; Hertling, S.; Kerzenmacher, T.; Nowack, P.; Barthlott, S.; Posthumus, E.; Sack, H.
2025. Zenodo. doi:10.5281/zenodo.14872358
Grohmann, S.; Schunk, J.
2025. Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Project 8 Collaboration; Ashtari Esfahani, A.; Böser, S.; Buzinsky, N.; Carmona-Benitez, M. C.; Claessens, C.; de Viveiros, L.; Doe, P. J.; Fertl, M.; Formaggio, J. A.; Gaison, J. K.; Gladstone, L.; Guigue, M.; Hartse, J.; Heeger, K. M.; Huyan, X.; Jones, A. M.; Kazkaz, K.; LaRoque, B. H.; Li, M.; Lindman, A.; Machado, E.; Marsteller, A.; Matthé, C.; Mohiuddin, R.; Monreal, B.; Mueller, R.; Nikkel, J. A.; Novitski, E.; Oblath, N. S.; Peña, J. I.; Pettus, W.; Reimann, R.; Robertson, R. G. H.; De Jesús, D. R.; Rybka, G.; Saldaña, L.; Schram, M.; Slocum, P. L.; Stachurska, J.; Sun, Y.-H.; Surukuchi, P. T.; Tedeschi, J. R.; Telles, A. B.; Thomas, F.; Thomas, M.; Thorne, L. A.; Thümmler, T.; Tvrznikova, L.; Van De Pontseele, W.; VanDevender, B. A.; Weintroub, J.; Weiss, T. E.; Wendler, T.; Young, A.; Zayas, E.; Ziegler, A.
2023. arxiv. doi:10.48550/arXiv.2303.12055
Project 8 Collaboration; Ashtari Esfahani, A.; Böser, S.; Buzinsky, N.; Carmona-Benitez, M. C.; Claessens, C.; de Viveiros, L.; Doe, P. J.; Fertl, M.; Formaggio, J. A.; Gaison, J. K.; Gladstone, L.; Guigue, M.; Hartse, J.; Heeger, K. M.; Huyan, X.; Jones, A. M.; Kazkaz, K.; LaRoque, B. H.; Li, M.; Lindman, A.; Machado, E.; Marsteller, A.; Matthé, C.; Mohiuddin, R.; Monreal, B.; Mueller, R.; Nikkel, J. A.; Novitski, E.; Oblath, N. S.; Peña, J. I.; Pettus, W.; Reimann, R.; Robertson, R. G. H.; Rosa De Jesús, D.; Rybka, G.; Saldaña, L.; Schram, M.; Slocum, P. L.; Stachurska, J.; Sun, Y.-H.; Surukuchi, P. T.; Tedeschi, J. R.; Telles, A. B.; Thomas, F.; Thomas, M.; Thorne, L. A.; Thümmler, T.; Tvrznikova, L.; Van De Pontseele, W.; VanDevender, B. A.; Weintroub, J.; Weiss, T. E.; Wendler, T.; Young, A.; Zayas, E.; Ziegler, A.
2024. Physical Review C, 109 (3), 035503. doi:10.1103/PhysRevC.109.035503
Henze, N.; Baringhaus, L.; Morgenstern, D.
1988. Computers and mathematics with applications, 15 (11), 943–944