Superlegierungen für Triebwerke und die Energieversorgung von morgen
Düsseldorfer Max-Planck-Institut beteiligt sich an neuem Sonderforschungsbereich
Materialwissenschaftler des Düsseldorfer Max-Planck-Instituts für Eisenforschung (MPIE) erhalten zusammen mit ihren Kollegen der Ruhr-Universität Bochum (RUB), der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und des Forschungszentrums Jülich eine Millionenförderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Der Sonderforschungsbereich Transregio 103 „Vom Atom zur Turbinenschaufel – wissenschaftliche Grundlagen für eine neue Generation einkristalliner Superlegierungen“ wird über vier Jahre lang mit insgesamt 12,8 Millionen Euro gefördert.
Ziel ist es, den Wirkungsgrad von Gasturbinen für die Luftfahrt und Energieversorgung bei gleichzeitig besserer Nachhaltigkeit zu erhöhen. Dies ist nur mit einkristallinen Superlegierungen möglich. Eine neue Einkristalltechnologie soll in diesem einmaligen Verbundprojekt unter der Beteiligung unterschiedlichster Fachbereiche von der Physik über die Werkstoffwissenschaften bis zum Maschinenbau entwickelt werden.
Das MPIE wird in der interdisziplinären Kooperation vor allem mit Hilfe der dreidimensionalen Atomsonde (s. Bild) die chemischen Analysen und die Grenzflächenanalysen für die Superlegierungen durchführen. Die Universität Erlangen stellt die zu untersuchenden Proben her und übergibt sie an das MPIE und an die RUB, welche die Sprecherrolle übernimmt und vor allem für die Durchführung von Zug- und Kriechversuchen zuständig ist. Das DLR ist für die Beschichtung der Superlegierungen verantwortlich, um diese vor Korrosion und ähnlichen Umwelteinflüssen zu schützen.
Das Bild zeigt eine Turbinenschaufel aus einer Superlegierung. Der Ausschnitt zeigt eine Probe, welche mit der 3D-Atomsondentomographie analysiert worden ist. Man erkennt deutlich die einzelnen Atome der Legierungsbestandteile Nickel, Cobalt und Bor.
Die DFG richtet zum 1. Januar 2012 acht Sonderforschungsbereiche mit einem Förderungsbudget von insgesamt 82,7 Millionen Euro ein. Das Besondere an solchen Transregio-Sonderforschungsbereichen ist, dass sie sich auf mehrere Standorte verteilen und somit weit überregionale, interdisziplinäre Kompetenzen bündeln.
Autor: Rebekka Loschen & Yasmin Ahmed Salem