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
Wu, X.; Landgraf, S.; Ulrich, M.; Qin, R.
2025. Geo-spatial Information Science. doi:10.1080/10095020.2025.2597491
Bunk, L.; Heyden, E.; Saurbier, S. Y.; Matthiesen, S.; Krause, D.
2025. Proceedings of the 36th Symposium Design for X (DFX2025). Ed.: D. Krause, 051–060, The Design Society. doi:10.35199/dfx2025.06
Olsson, J.; Horváth-Varga, L.; van de Beek, R.; Graf, M.; Overeem, A.; Szaton, M.; Bareš, V.; Bezak, N.; Chwala, C.; De Michele, C.; Fencl, M.; Seidel, J.; Todorović, A.
2025. Journal of Hydrometeorology, 26 (11), 1585–1602. doi:10.1175/JHM-D-25-0043.1
Ngo, D. X.; McClain, K. R.; Hrubý, J.; Franzke, Y. J.; Kundu, K.; Kwon, H.; Gould, C. A.; Harvey, B. G.; Hill, S.; Long, J. R.
2025. Journal of the American Chemical Society, 147 (16), 13799–13807. doi:10.1021/jacs.5c01947
Klute, S.; Nchioua, R.; Cordsmeier, A.; Vishwakarma, J.; Koepke, L.; Alshammary, H.; Jung, C.; Hirschenberger, M.; Hoenigsperger, H.; Fischer, J.-R.; Sivarajan, R.; Zech, F.; Stenger, S.; Serra-Moreno, R.; Gonzalez-Reiche, A. S.; Sordillo, E. M.; van Bakel, H.; Simon, V.; Kirchhoff, F.; Jacob, T.; Kmiec, D.; Pichlmair, A.; Ensser, A.; Sparrer, K. M. J.
2025. iScience, 28 (7), 112974. doi:10.1016/j.isci.2025.112974
Nölting, B.; Kopfmüller, J.; Zimmermann, A. B.; Bernert, P.; Barth, M.; Becker, S.; Fischer, D.; Molitor, H.; Pechlaner, H.; Schneider, F.; Schweizer, P.-J.; Stamm, C.; Wäger, P.; Wilhelm, R.
2025. GAIA - Ecological Perspectives for Science and Society, 34 (2), 83–87. doi:10.14512/gaia.34.2.4
Khasawneh, H. E. N.; Hassan, H. M.; Alharbi, A. A.; Almagharbeh, W. T.; Al-Aouadi, R. F. A.; Kaur, K.; Maranan, R.; Farhan, H. M.; Hashem, H.; Hassan, M. M.; Bräse, S.; Al-Emam, A.
2025. RSC Advances, 15 (48), 40998–41047. doi:10.1039/d5ra03819g
Zhao, T.; Zhang, J.; Wang, K.; Xiao, Y.; Wang, Q.; Li, L.; Tseng, J.; Chen, M.-C.; Ma, J.-J.; Lu, Y.-R.; Hirofumi, I.; Shao, Y.-C.; Zhao, X.; Hung, S.-F.; Su, Y.; Mu, X.; Hua, W.
2025. Angewandte Chemie International Edition, 64 (21). doi:10.1002/anie.202419664
Kang, S.; Cho, H.; Töllner, M.; Wollersen, V.; Wang, D.; Baik, H.; Perera, M. J.; Adjaoud, O.; Albe, K.; Kübel, C.; Mu, X.
2026. Ultramicroscopy, 281, Art.-Nr.: 114295. doi:10.1016/j.ultramic.2025.114295
Kar, A.; Chottemada, P. G.; Hanžič, L.; Kalyana Rama, J. S.; Kara De Maeijer, P.; Nematollahi, B.; Ramagiri, K. K.; Rossi, L.; Šajna, A.; Zhang, S.; Zhang, M.; Ye, G.; Dehn, F.
2025. Materials and Structures, 58 (7), 230. doi:10.1617/s11527-025-02757-z
Witte, J.; Koutsioubas, A.; Micciulla, S.; Stingaciu, L. R.; Paulin, M. A.; Dahl, M.; Fettkenhauer, C.; Lahann, J.; Holderer, O.; Wellert, S.
2025. ACS Applied Polymer Materials, 7 (10), 5807–5819. doi:10.1021/acsapm.4c02879
Foth, C.; van de Kamp, T.; Tischlinger, H.; Kantelis, T.; Carney, R. M.; Zuber, M.; Hamann, E.; Wallaard, J. J. W.; Lenz, N.; Rauhut, O. W. M.; Frey, E.
2025. Fossil Record, 28 (1), 17–43. doi:10.3897/fr.28.131671
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025. doi:10.5281/zenodo.15111317
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025. doi:10.5281/zenodo.15826610
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025. doi:10.5281/zenodo.15878400
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025. doi:10.5281/zenodo.16911524
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025. doi:10.5281/zenodo.16946481
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025. doi:10.5281/zenodo.17119072
Brinckmann, N.; Alhaj Taha, K.; Kuhnert, T.; Abbrent, M.; Becker, W.; Bohring, H.; Breier, J.; Bumberger, J.; Ecker, D.; Eder, T.; Ertl, B.; Gransee, F.; Hanisch, M.; Lorenz, C.; Loup, U.; Moorthy, R.; Nendel, L. J.; Obersteiner, F.; Pongratz, E.; Remmler, P.; Rosin, V.; Schaeffer, M.; Schaldach, M.; Schäfer, D.; Sielaff, D.; Ziegner, N.
2025, Oktober 23. doi:10.5281/zenodo.17423734
Corstanje, A.; Bouma, S.; Buitink, S.; Desmet, M.; Hörandel, J. R.; Huege, T.; Laub, P.; Mulrey, K.; Nelles, A.; Scholten, O.; Terveer, K.; Thoudam, S.; Watanabe, K.
2025. Physical Review D, 112 (2), 023017. doi:10.1103/l8mt-994v