Forschung

Forschung

Auf dieser Seite finden Sie eine Übersicht über die aktuell in der Gruppe betriebene Forschung. 

Martin Florian Timotheus Haßler, Dissertant

Ziel dieser Doktorarbeit ist die Bestimmung der elastischen Eigenschaften von Kohlenstofffasern bei Temperaturen bis 2000°C. Ihr kleiner Durchmesser (ca. 10 µm) stellt eine ziemlich herausfordernde Situation für die Bestimmung ihrer Temperatur dar. Die Schwierigkeit bei der Messung der lateralen Dehnung liegt in den winzigen Änderungen des Durchmessers, von denen erwartet wird, dass sie im Bereich einiger nm liegen. Daher ist es notwendig, neue Messgeräte für Temperatur und seitliche Dehnung zu entwickeln und dann zu bauen.

 

 

Katharina Holzweber, Dissertantin

Alkali-Boratgläser haben die besondere Eigenschaft der schnellen Ionenleitung und besitzen daher großes Potential, zukünftig als Energiespeicher zu dienen. Um die Transporteigenschaften besser zu verstehen, ist die Analyse der mittleren Reichweite der Glasstruktur von Bedeutung. Die Strukturanalyse von Alkali-Boratgläsern bildet daher die Grundlage meiner Masterarbeit und ist Ausgangpunkt für weitere Diffusionsmessungen.

Anhand von Röntgendiffraktometrie-Messungen werden Strukturfaktoren, Paarverteilungsfunktionen und Koordinationszahlen ermittelt, die eine Aussage über die Struktur auf atomarer Ebene liefern. Bei der Messmethode der Röntgendiffraktometrie werden Röntgenstrahlen an der Probe gestreut. Die Intensitätsverteilung der gebeugten Strahlen wird mit einem Detektor erfasst und mit dem Programm pdfgetx2 ausgewertet. Das Programm pdfgetx2 liefert den notwendigen Strukturfaktor und die Paarverteilung.

Boratgläser mit verschiedenen Alkaligehalt werden in unserem Labor hergestellt und für die Messungen vorbereitet. Die Proben wurden auf der Technischen Universität in Wien am „Panalytical“-Röntgendiffraktometer und am Elektronensynchrotron (PETRA III) in Hamburg gemessen. Zusätzlich wird die Dichte, Glasübergangstemperatur und die Leitfähigkeit der Proben bestimmt.

Diese Arbeit wird finanziert durch den Austrian Science Fund (FWF): P28232-N36

Erhard Schafler, ao. Univ. Prof.

Bulk Nanocrystalline Metals and Alloys

The nanostructuring of bulk metallic materials is obtained by top-down structuring using extremly large strains achieved by plastic deformation under enhanced hydrostatic pressure ("Severe Plastic Deformation, SPD"). Therfore "High Pressure Torsion, HPT" is  primarily used as hydrostatic pressure can be varied and strain can be applied continuously and unlimited. Subsequently the measurement & understanding of the increased mechanical properties (strength, ductility, fatigue strength, fracture thoughness) as a function of grain size and annealing treatment is of main interest.

Functional properties of nanostructured materials

The improvement of following functional properties of materials by applying by severe plastic deformation is investigated:

  • Hydrogenated nanomaterials: processing by SPD; hydrogen storage, ab- and desorption, stabilization of lattice defects by hydrogen
  • Thermoelectric nanomaterials: chemical synthesis, processing by ball-milling and SPD, structural analysis and characterization, thermoelectric properties

High Entropy Alloys (HEA)

These are materials that consist at least of 4-5 alloying-partners/elements in equal amount. Due to Gibbs free energy of formation (ΔG) and the high configurational (mixing) entropy the material may crystallize in one single phase, mostly with high symmetry (fcc or bcc).

The HEAs exhibit high strength, good ductility, increased low temperature deformation properties, good corrosion resistance and also good fatigue properties are predicted. However, many basic principals are not investigated yet, especially with regard to the many different alloys that can be constructed.

Plasticity of Polymers

The microstructural features and mechanisms of plastic deformation in polymers with semi/nanocrystalline and amorphous structure are investigated with respect to dislocation dominated plasticity in the crystalline phase.

Bogdan Sepiol, ao. Univ.-Prof.

Versuchsaufbau für eine aXPCS-Messung am DESY

Versuchsaufbau für eine aXPCS-Messung am DESY.

Mein Hauptforschungsgebiet ist die Untersuchung von Materialeigenschaften, wie der Dynamik (Diffusion und Phononen) und Kinetik kondensierter Systeme, im speziellen metallische Filme, intermetallische Legierungen, metallische Gläser und schnelle Ionenleiter, mit Hilfe von Streuungs- und Simulationtechniken. Der Fokus liegt dabei auf der Dynamik von atomaren Diffusionsprozessen, also dem Ablauf der atomaren Bewegungen in festen Stoffen. Die Kenntnis dieser Prozesse ist der Schlüssel zum grundlegenden Verständnis vieler essentieller Materialeigenschaften. Wichtige Einflussfaktoren sind beispielsweise, wie oft die Atome ihren Platz wechseln und an welche anderen Stellen im Gitter sie bevorzugt springen. Die effiziente Verzahnung von Computersimulationen mit den experimentellen Methoden der Röntgenstreuung ermöglicht es, diese Prozesse auf einer völlig neuen Ebene zu untersuchen. Insbesondere durch die Erweiterung der Streumethode um neue kohärente Techniken können theoretische Modelle nun auch im Experiment auf atomarer Größenordnung überprüft werden. Die Messungen finden an Großforschungsanlagen wie ESRF in Grenoble und PETRA III in Hamburg statt, deren Synchrotron-Anlagen die hohen technischen Anforderungen an Kohärenz, Intensität und Brillanz für die Strahlung erfüllen, die in solchen Experimenten verwendet wird.