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Neuartige Eigenschaften bei neuartigen Materialien

Nanophasen-Metalle Dünnschichten und metallische Glaslegierungen weisen spezifische physikalische Eigenschaften auf. Wissenschaftler vermuten einen neuen ungeordneten Zustand in der Masse $$$ dieser Materialien. Das aktuelle Projekt erforscht in erster Linie die mechanischen Eigenschaften dieser Materialien.
Neuartige Eigenschaften bei neuartigen Materialien
Einkristall-Materialien weisen in der gesamten Masse$$$ des Materials eine Ordnung auf und sind recht schwer herzustellen, wohingegen polykristalline Materialien in wesentlich mehr Anwendungen anzutreffen sind. Diese Materialien bestehen aus einer riesigen Menge winziger Einkristalle, die als Körner bezeichnet werden. Wenn die Größenordnung der Korngröße wenige Nanometer (1 nm=10 bis 9 m) beträgt, handelt es sich um Nanophasen-Materialien. Ein solches Metall ist fünf Mal härter als das normale polykristalline Metall.
%Sobald die Körner aufeinandertreffen, bilden sich Korngrenzflächen$$$. Genau an diesen Stellen vermuten die Wissenschafter einen möglichen neuartigen ungeordneten Zustand, der das Verhalten dieser Materialien erklären würde. Amorphe (strukturlose) Metalle stehen für eine andere Kategorie neuartiger Materialien. Diese besitzen im Gegensatz zu herkömmlichen Metallen eine nichtkristalline Mikrostruktur ohne jegliche Anordnung, wie dies in der Regel bei Glasarten zu finden ist. Sie sind auch unter der Bezeichnung metallische Glaslegierungen bekannt und weisen dank ihrer spezifischen Mikrostruktur einzigartige physikalischen Eigenschaften auf. Sie können Festigkeit und Härte, aber auch Flexibilität und Zähigkeit in sich vereinen.

Das gegenwärtige Projekt hat eine ausgedehnte experimentelle und theoretische Forschung über die mechanischen Eigenschaften von Nanophasen-Metalle, Dünnschichten und amorphen Metalllegierungen auf den Weg gebracht. Die Instabilität von Kunststoff wurde experimentell mittels Metallographie, Elektronenmikroskop, Röntgenanalyse, Hochgeschwindigkeitskinematographie und mechanischer Prüfung untersucht. Unter Anwendung der klassischen und Gradienten- Elastizitätstheorien wurden die elastischen Eigenschaften von Fehlerstellen ermittelt. Ein Verfahren auf der Grundlage der virtuellen Flächenverschiebungen führte zu präzisen flexiblen Lösungen bei Schäden innerhalb dieser neuartigen Materialien.

Das eine wichtige Rolle spielende Randwertproblem bei einer Schraubenverschiebung nahe der Übergangsstelle der drei verschiedenen Phasen, die durch unterschiedliche Elastizitätsmodule gekennzeichnet sind, wurden ebenso gelöst.$$$ Das daraus gewonnene Wissen wird nach und nach bessere Herstellungsverfahren und optimalere Festigkeitseigenschaft dieser Materialien nach sich ziehen. Ihre Anwendungsmöglichkeit reicht von Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnologie bis hin zu to diebstahlsicheren Anhängern und Stromverteilertransformatoren.

Verwandte Informationen

Datensatznummer: 80087 / Zuletzt geändert am: 2005-09-18
Bereich: Industrielle Technologien
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