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Laboratory 4 Dimensional X-ray Diffraction for Sustainable Materials Development

Projektbeschreibung

In-situ-Abbildung der Mikrostrukturevolution in kristallinen Werkstoffen

Bei Hochleistungsmaterialien von Solarzellen und Festkörperbatterien bis hin zu leichten Aluminiumdrähten für Elektrofahrzeuge und 3D-gedruckten Metallbauteilen bilden präzise konstruierte innere Strukturen im mikroskopischen Maßstab eine Grundvoraussetzung. Diese kristallinen Mikrostrukturen, d. h. die geordnete Anordnung der Atome innerhalb von Metallen, Keramiken und Halbleitern, bestimmen im Endeffekt die Leistung, die Lebensdauer und den Umweltfußabdruck eines Produkts. Das Team des EIC-finanzierten Projekts Lab4DMade wird ein Röntgendiffraktionsmikroskop entwickeln, mit dem sich die Entwicklung dieser Mikrostrukturen in vier Dimensionen, auch in Raum und Zeit, erfassen lässt. Da innerhalb von Lab4DMade das Materialverhalten unter realen Betriebsbedingungen mit beispielloser Auflösung und Geschwindigkeit offengelegt wird, wird die Entwicklung stärkerer, effizienterer und nachhaltigerer Werkstoffe beschleunigt. Es ist zu erwarten, dass die neue Technologie alle bestehenden zerstörungsfreien kristallografischen Labor-Bildgebungsverfahren übertreffen wird.

Ziel

Several pressing societal challenges require the development of a new generation of materials that are stronger, smarter, more efficient, and more sustainable. The unique capabilities of such new materials are in most cases dictated by their intricate crystalline microstructure. Thus, continued research and innovation, and understanding of the characteristics and manipulation of crystalline materials is fundamental for further progress, economic growth, and improvement of our quality of life.
Lab4DMade will revolutionize this field by developing a Lab4DµXRD prototype, the first-of-its-kind laboratory-based scanning X-ray diffraction microscope with unprecedented high throughput, spatial and temporal resolution, and user-friendliness. The Lab4DµXRD prototype will incorporate a new class of X-ray focusing optics to be developed to provide a focused highly intense X-ray probe and a new type of detector TimePix4 with superior read out rate and energy resolution.
The potential of Lab4DµXRD will be demonstrated in relevant environments (reaching TRL6), using application cases within next generation materials and processing (photovoltaics, aluminum wires for electric vehicles, solid state batteries and additive manufacturing). Lab4DµXRD will outperform all existing non-destructive laboratory-based crystallographic imaging tools with i) a ten-time improved spatial resolution, ii) the availability to image a much broader range of materials (with small grain sizes and defects), iii) increased speed of acquisition, iv) 3D information about local strain and phase distributions within the bulk, and v)uniquely, 4D (x,y,z,time) mapping of the microstructural evolution while the samples are exposed to external stimuli.
Lab4DµXRD represents a significant business opportunity for the 3 companies developing hardware and software (Xnovo, Advacam and AXO). DTU and the 3 associated partners (DESY, Hydro and MPI) will benefit from being the first end-users with access to Lab4DµXRD.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2025-TRANSITIONOPEN

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

Koordinator

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag
€ 887 800,00
Adresse
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Dänemark
Region
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Beteiligte (3)

Partner (3)