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Mechanics and multi-physics of phase transformations in shape memory alloys under extreme dynamic environments

Projektbeschreibung

Formgedächtnislegierungen durch Stöße entschlüsseln

Formgedächtnislegierungen (FGL) haben die Fähigkeit, ihren atomaren Aufbau als Reaktion auf externe Auslöser radikal zu verändern. Durch den Wechsel zwischen strukturellen Phasen vermögen diese Materialien enorme Energiemengen zu absorbieren oder mechanische Leistung zu erzeugen, so dass sie für die nächste Generation nachhaltiger Energiesysteme und Weltraumgeräte unverzichtbar sind. Unser Wissen über FGL ist jedoch begrenzt. Das ERC-finanzierte Projekt MultiPhaseXtrM zielt darauf ab, die Grenze von FGL zu definieren, indem diese in extremen dynamischen Umgebungen untersucht werden. Im Rahmen des Projekts werden diese Legierungen multiaxialen Stößen ausgesetzt, die innerhalb weniger Milliardstel Sekunden Drücke von bis zu 10 GPa erreichen. Diese tiefgreifende Forschungsarbeit untersucht die grundlegende Kinetik bei der Neuanordnung von Atomen, wenn diese an ihre absoluten Grenzen gebracht werden.

Ziel

Efficient power generation/absorption will remain a crucial aspect of disruptive technology in a society with rising energy demands for sustenance (e.g. power generation) to scientific curiosity (e.g. space exploration). Multi-functional shape memory alloys (SMAs) form the core of many such technological breakthroughs. The multi-functionality of SMAs originates from solid-solid phase transformations, i.e. changes in the atomic lattice structure, driven by local mechanical, thermal or magnetic fields. Project MultiPhaseXtrM identifies a radically different and unexplored regime for the operation of SMAs — large, multiaxial dynamic impact and shock stresses (up to 10 GPa) within short time scales (down to nanoseconds), referred to as “extreme dynamic environments”. Exploiting multi-physical coupling in SMAs under these extreme conditions could scale up their power conversion capabilities by orders of magnitude.

Two broad scientific questions form the core of Project MultiPhaseXtrM: (1) How do thermodynamic states evolve in SMAs under extreme dynamic environments and coupled thermal/magnetic fields? (2) How do these states drive the evolution of phase transformations at short time scales? Dynamic impact experiments and high-speed instrumentation, developed in house, will probe this multi-scale behavior in single-crystal SMAs under carefully-controlled strain rates and multi-axial stress states, while advancing experimental science towards resolving short length and time scales, simultaneously. Multi-scale data sets will be analysed within continuum theoretical frameworks to discover the kinetic laws for phase transformations across the range of multi-physical conditions explored. The impact of this program will extend beyond, from designing multi-ferroic SMAs with programmable multi-functionality under these extremes, to understanding the role of stress-induced phase transformations in dynamic material strength, material synthesis and extreme geological events.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

ECOLE POLYTECHNIQUE
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 2 416 978,00
Adresse
ROUTE DE SACLAY
91128 PALAISEAU CEDEX
Frankreich

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Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 2 416 978,75

Begünstigte (1)

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