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
Lasheras-Hernandez, B.; Strobl, K. H.; Izquierdo, S.; Bodenmüller, T.; Triebel, R.; Civera, J.
2024. doi:10.48550/arXiv.2412.02386
Lödige, P. W.; Li, M. X.; Lioutikov, R.
2024. doi:10.48550/arXiv.2409.11144
Schmid, L.; Muth, C.; Schmalen, L.
2025. doi:10.48550/arXiv.2504.10136
Zimmer-Merkle, S.
2025, Mai 5. Famelab (2025), Online, 5. Mai 2025
Vervalcke, S.; Errera, Q.; Eichinger, R.; Reddmann, T.; Chabrillat, S.; Op de beeck, M.; Stiller, G.; Mahieu, E.
2026. Atmospheric Chemistry and Physics, 26 (1), 391–409. doi:10.5194/acp-26-391-2026
Stuckert, J.
2023, Dezember 6. 28th International QUENCH Workshop (2023), Karlsruhe, Deutschland, 5.–7. Dezember 2023
Feldmann, M.; Bartsch, H.; Wolters, K.; Stranghöner, N.; Jungbluth, D.; Knobloch, M.; Kuhlmann, U.; Uszball, S.; Bours, A. L.; Ziwes, M.; Arnim, M. von; Ummenhofer, T.; Albiez, M.; Weidner, P.; Stroetmann, R. M.; Pasternak, H.; Mensinger, M.
2025. Bauingenieur, 100 (12), 337–354. doi:10.37544/0005-6650-2025-12-27
Alberi, K.; Peters, I. M.; Verlinden, P.; Philipps, S.; Koike, A.; Barnes, T.; Berry, J.; Bertoni, M.; Breyer, C.; Burnham, L.; Case, C.; Chen, Y.; De Wolf, S.; Egan, R.; Froitzheim, A.; Gatz, S.; Gloeckler, M.; Goldschmidt, J. C.; Gordon, I.; Haegel, N. M.; Hermle, M.; Honsberg, C.; Hsi, E.; Huber, B.; Ishizuka, S.; Jäger-Waldau, A.; Jean, J.; Jiang, J. Y.; Jurca, S.; Kaizuka, I.; King, R. R.; Komoto, K.; Kondo, M.; Kulkarni, M.; Kurtz, S.; Macdonald, D.; Merfeld, D.; Kobayashi, N.; Niki, S.; Obst, A.; Oozeki, T.; Paetzold, U. W.; Pickering, J.; Preu, R.; Reese, S. B.; Reichel, C.; Reindl, T.; Repins, I.; Ronoh, G.; Rose, D.; Sakurai, K.; Schlatmann, R.; Slaoui, A.; Sinton, R.; Soni, K.; Stanbery, B. J.; Sutija, D.; Topič, M.; Ueda, Y.; Vasi, J.; Wambach, K.; Warren, E.; Weber, E.; Yamaguchi, M.; Bett, A. W.
2025. Nature Energy. doi:10.1038/s41560-025-01929-z
Seiwerth, C.; Schwarz, J. S.; Fuentes Grau, L.; Qussous, R.; Schmurr, P.; Liu, N.; Pan, Z.; Steinert, A.
2025. Electronic Communications of the EASST, 85, 1. doi:10.14279/eceasst.v85.2714
Steger, C.; Tunc, A. V.; Rainer, C.; Karakaya, O.; Mager, D.; Preciado, L. R.; Joubert, T.-H.; Lemmer, U.; Hernandez-Sosa, G.
2025. Micro Manufacturing Convergence Conference, 109 (1), Art.-Nr.: 18. doi:10.3390/engproc2025109018
Askham, C.; Arendt, R.; Bachmann, T. M.; Dias, L. C.; Amadei, A.; Scherer, L. A.; Scherer, L.; Qian, H.; Rupcic, L.; Steen, B.; Santos, J.; Motoshita, M.; do Carmo, B. B. T.; Bjørn, A.; Yokoi, R.; Laurent, A.; Sala, S.; Miebs, G.; Koffler, C.
2025. The International Journal of Life Cycle Assessment, 1. doi:10.1007/s11367-025-02564-2
Ahmed, S. T.; Tahoori, M. B.
2025. IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing, 1–15. doi:10.1109/TETC.2025.3640505
Dhamala, T. N.; Khanal, D. P.; Nickel, S.
2025. European Journal of Operational Research, 1. doi:10.1016/j.ejor.2025.12.026
Ahmad, T.; Drüppel, K.; Jan, M. Q.; Zeh, A.; Gerdes, A.
2025. Journal of Petrology, 66 (12), 1. doi:10.1093/petrology/egaf101
Geda, Y. E.; Rivera, D.; Krell-Roesch, J.; Zaniletti, I.; Chahal, G.; Smith, T.; DeCuna, C.; Hettiwatte, Y.; Aliskevich, E.; Gunning, J.; Demeke, M.; Khan, N.; Eagan, D.; Racette, S.
2025. Alzheimer’s and Dementia, 21 (S7), Art.-Nr.: e108364. doi:10.1002/alz70861_108364
Becker, F.; Krüger, F.; Schienle, M.
2025. The Annals of Applied Statistics, 19 (4), 2878–2897. doi:10.1214/25-AOAS2095
Carter, A. B.; Braun, J.; Bodenstein, T.; Pfleger, R. F.; Schulze, M.; Kriese, T.; Habermann, S. F. M.; Liu, D.; Al-Kahtani, A. A.; Moreno-Pineda, E.; Anson, C. E.; Wernsdorfer, W.; Chibotaru, L. F.; Fink, K.; Powell, A. K.
2025. Inorganic Chemistry, 64 (51), 25036–25043. doi:10.1021/acs.inorgchem.5c04406
Yousefshahi, S.; Pohl, E.; Sehn, T.; Jungbluth, M.; Huber, B.; Klein, C. O.; Beuermann, S.; Meier, M. A. R.; Schepers, U.; Schmitt, C. W.; Théato, P.
2026. ChemSusChem, 19 (1), 1. doi:10.1002/cssc.202501734
Hoeller, N.; Alpers, T.; Holtz, K.; Whitehead, I.; Becker, T.; Scherf, K. A.
2026. International Journal of Biological Macromolecules, 339 (Part 1), Art.-Nr.: 149678. doi:10.1016/j.ijbiomac.2025.149678
Bongers, L.; Franken, L. E.; Hoch, D.; Huber, V. E.; Öttl, V.; Raaf, E. B.; Hubbuch, J. J.; Falkenstein, R.; Martinez, A. D.
2026. Journal of Chromatography A, 1767, Art.-Nr.: 466644. doi:10.1016/j.chroma.2025.466644