Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

The Physics of Metal Plasticity

Opis projektu

Nowatorskie wieloskalowe modele metali utorują drogę do nowych zastosowań

W ciągu ostatnich pięciu dekad polimery i materiały kompozytowe stopniowo wypierały metale z coraz szerszego zakresu zastosowań, głównie ze względu na niższą masę oraz stosunkowo wysoką wytrzymałość. Czasem mogą w nich jednak występować problemy rzadko spotykane w metalach. Opracowanie lżejszych i bardziej wytrzymałych metali, które posiadają wyjątkowe połączenie wytrzymałości i plastyczności polimerów, wymaga szczegółowej charakteryzacji ich dynamiki strukturalnej. Inżynierowie muszą być w stanie zrozumieć i przewidzieć zachowania metali niezależnie od ich skali, od przemieszczeń odpowiedzialnych za plastyczność w obrębie niewielkich kryształów, z których jest zbudowany metal, aż po skalę gotowego elementu. Uczestnicy finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu PMP korzystają z nowatorskiego mikroskopu rentgenowskiego, umożliwiającego prowadzenie badań obrazowych wysokiej rozdzielczości w trzech wymiarach, co pozwoli na opracowanie po raz pierwszy w historii złożonych, wieloskalowych modeli fizycznych plastyczności metali pod wpływem naprężeń. Modele wypełnią ważną lukę i utorują drogę do nowych zastosowań.

Cel

The societal need to conserve materials and energy calls for lighter and stronger metal components. The advantage of metals is their unique combination of plasticity (i.e. formability) and strength, which is governed by their complex structure. This structure is organized hierarchically on several length scales. In contrast to functional materials and polymers, this complexity has led to the common theoretical framework being not physics, but an engineering science: metallurgy. As a result, phenomenological models prevail.

The big obstacle to understand the underlying physics is the lack of visualization of the dynamics of the structure. From 2012 to 2019 I have developed a hard x-ray microscope for high-resolution 3D studies. Uniquely, this now allows us to zoom into the material and map grains and dislocations. This will enable 3D movies on all relevant length scales. No competing group will have anything similar within the next 5 years.

PMP will exploit this to unravel the physics of plasticity. For the first time, we can directly see the processes involved: the creation of dislocations, their self-organization, and subsequent creation of ever more complex patterns. At the same time, we can deduce the local stress. This will provide answers to longstanding core questions of metal science.

Current multiscale models of plasticity are not capable of predicting realistic patterns. The new data will guide theory and allow for direct comparison of models and experiment at all scales. PMP will develop a physics-based multiscale model of plasticity that for the first time can predict which patterns evolve when and where in the metal, and as a result greatly improve predictions of the macroscopic plasticity and strength.

If successful, we have created the instrumental and modelling foundation for a new paradigm in structural materials. This will support the ultimate vision of materials and process design in computer models rather than trial and error in the lab.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

ERC-ADG - Advanced Grant

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2019-ADG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Wkład UE netto
€ 2 496 793,00
Koszt całkowity
€ 2 496 793,00

Beneficjenci (1)