MPIE-Kalender 2024
Januar - Verbesserter Korrosionsschutz durch Füllstoffe
Selbstheilende organische Beschichtungen schützen Stahl vor Korrosion. Zusätzlich erhöhen anorganische oder organische Füllstoffe die Korrosionsbeständigkeit. Titandioxid (hier gelb) ist ein vielseitiger anorganischer Füllstoff mit bemerkenswerten physikalisch-chemischen Eigenschaften.
Februar - Verformte Nanosäule in nanoverzwillingten Kupfer-Silber-Legierung
Nanosäule aus einer nanokristallinen, -verzwillingten Kupfer-Silber-Legierung, um ~20% verformt. Dieses Material weist eine bemerkenswerte Härte und Dehnung auf und übertrifft die vieler struktureller Metalllegierungen.
März - Verschiedene Kristallorientierungen in 3D gedrucktem Stahl
3D-Korn eines additiv gefertigten Edelstahls. Das Korn ist Teil eines 3D-Datensatzes, der mit Hilfe der Elektronenrückstreu-Beugung (EBSD) und dem am MPIE entwickelten ELAVO-System gewonnen wurde. Die 3D-Analyse hilft die Eigenschaften der Legierung, wie Elastizität und Festigkeit, auf ihre Mikrostruktur zurückzuführen.
April - Risse beim 3D-Drucken
Nahaufnahme einer 3D-gedruckten Metalloberfläche. Die dunklen Stellen sind Risse im Metall, und die verschiedenen Farben repräsentieren unterschiedliche Körner. Die Risse erscheinen nicht überall; sie bevorzugen bestimmte Teile des Metalls gegenüber anderen. Wir verwenden Elektronenrückstreubeugung, um herauszufinden, welche Körner eher rissanfällig sind, um robuste Werkstoffe zu entwickeln.
Mai - Simulation des Kriechverhaltens von Superlegierungen
Turbinenschaufeln müssen hohe Belastungen bei extremen Temperaturen aushalten. Unter diesen Bedingungen führt Diffusion zu Kriechen und Materialversagen. Um kriechfeste Superlegierungen entwickeln zu können, muss daher die Wechselwirkung zwischen Leerstellen und Versetzungen besser verstanden werden.
Juni - Verzerrungsfeld um eine Gruppe von Versetzungen
Versetzungen sind Defekte in der Anordnung von Atomen, die die Eigenschaften von Materialien stark beeinflussen, bspw. das Kornwachstum in Stahl für elektrische Transformatoren. Dargestellt ist die Dehnung um eine Anordnung von Schraubenversetzungen (rote Punkte) in x (links), y (mitte) and z (rechts) Richtung.
Juli - Simulation von Ion-Hydrathüllen an Grenzflächen
Dichteprofil von Na+-Ionen an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche und deren Hydrathüllen. Das Verständnis solcher elektrischer Hüllen ist essenziell um, z.B., die Leistung von elektrochemischen Energiespeichern, Katalysatoren und Prozesse in der Biologie zu steuern.
August - Magnetische Domänen in Edelstahl
Magnetische Domänen geben Aufschluss über die mikrostrukturelle Entwicklung von Phasen. Die Anwendung von magnetischer Kraftmikroskopie ist praktisch, wenn die Phasen eine ähnliche Kristallstruktur haben, aber unterschiedlich auf ein Magnetfeld reagieren. Dies kann zur leichteren Identifizierung von Phasen und zur Charakterisierung einzigartiger mikroskaliger Merkmale genutzt werden.
September - Nanostruktur von Sm-Co-Zr Magneten
Sm-Co-Magnete werden bei hohen Temperaturen oder in korrosiven Umgebungen eingesetzt, z.B. in Motoren oder Offshore-Windturbinen. Ihre spezielle Nanostruktur macht sie zu Hartmagneten. Mittels Atomsondentomographie konnten wir Zr-reiche Plättchen (grün) und Sm-reiche diamantförmige Zellwände (rot) erkennen. Diese Strukturen beeinflussen die magnetischen Eigenschaften.
Oktober - Einkapseln von Flüssigkeiten in Mikrogefäße
Eine 3D-gedruckte metallische Push-to-Pull-Mikroarchitektur, die in einem bestimmten Messabschnitt Flüssigkeit enthält. Wird diese Struktur bei kryogener Temperatur zusammengedrückt, bricht das äußere Metall des Messabschnitts und gibt den Blick auf das eingekapselte Eis im Inneren frei. Das Einkapseln von Flüssigkeiten kann zur Temperaturmessung, zur Erkennung von Schäden oder zur Verabreichung von Medikamenten verwendet werden.
November - Kern-Schale Nanopartikel in 3d gedruckter Legierung
Elektronenmikroskopisches Bild eines Nanopartikels im Inneren eines Metalls, das mit Hilfe der additiven Fertigung gedruckt wurde. Dieses Nanopartikel enthält einen Kern aus Titanoxid, der von einer harten Titannitrid-Hülle umgeben ist. Solche Nanopartikel erhöhen die Festigkeit des Metalls.
Dezember - Akustik eines sich ausbreitenden Risses
Atomistische Simulation von Schallwellen, die von einem sich ausbreitenden Riss ausgehen. Die Farbskala entspricht der Geschwindigkeit der Atome. Eine korrekte Beschreibung der Rissdynamik hilft Lösungen zu entwickeln, um bestimmte kritische Bereiche von Bauteilen vor Rissen zu schützen.