MPIE-Kalender 2020

Januar - Durch Wasserstoff verstärktes Quergleiten

Die Versetzung wechselt aufgrund des durch Wasserstoff an den Korngrenzen erzeugten Spannungsfeldes die Gleitebene. Das Quergleiten erleichtert die Leerstellenbildung und erzeugt Hindernisse für das reguläre Gleiten. Ziel dieser Arbeit ist ein grundlegendes Verständnis von Prozessen der Wasserversprödung. Dieses Verständnis kann z.B. den Bruch von Nickellegierungen in harschen Umgebungsbedingungen verhindern.

Februar - Dünnschicht einer Hochentropie-Legierung

Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme einer Dünnschicht bestehend aus einer Hochentropie-Legierung mit Chrom, Eisen, Kobalt und Nickel. Die Schicht ist größtenteils einphasig und weist eine nanokristalline Mikrostruktur mit Korngrößen kleiner als 100 nm auf. Die Schicht besitzt eine gleichmäßige chemische Zusammensetzung und eine hohe Wärmebeständigkeit bis 800°C. Dies ist wichtig für langlebige mikroelektronische Verbindungen.

März - Textur in einer Verschleißspur

Durch Elektronenrückstreubeugung erstellte Darstellung von Kornorientierungen einer Stahloberfläche. Unterschiedliche Farben kennzeichnen unterschiedliche Orientierungen. Der Verschleiß der Stahloberfläche führt zu einer Kristallgitterrotation und zur Entstehung neuer Körner. Die ursprüngliche Oberfläche ist in Lila dargestellt. In der Verschleißspur sind neue Körner entstanden, die in blauer Farbe eingefärbt sind.

April - Plastisches Fließen von Martensit

Hochdruck-Torsion verursacht das plastische Fließen von Martensit um eine Zementitausscheidung. Durch die Kombination aus extremer plastischer Verformung und Druckspannung umfließt die harte martensitische Phase die noch härtere Zementitausscheidung, ähnlich wie ein Wasserstrom eine Insel umfließt. Der Zementit wird im Laufe dieses Prozesses geschert und abrasiv verschlissen.

Mai - Zink-Korrosion im Meer

Mit spektroskopischer Raman-Mikroskopie ist man in der Lage, die Verteilung von Korrosionsprodukten sichtbar zu machen, hier am Beispiel von Zink in synthetischem Meerwasser. Die verschiedenen Farben stehen für die verschiedenen Korrosionsprodukte. Die Farbtiefe zeigt die Menge des jeweiligen Korrosionsprodukts an.

Juni - Plastizität in ferritischer Superlegierung

Das Bild zeigt helle Terrassen auf der Oberfläche einer Metalllegierung, die als Ersatz für teure Nickelbasislegierungen dienen soll. Die Terrassen bildeten sich am Rand einer Vertiefung, die zur Annäherung an die Festigkeit der Legierung verwendet wurde, und zeigen, dass die Atome im Metall bei Raumtemperatur aneinander vorbeigleiten können. Dies lässt vermuten, dass die Legierung mit herkömmlichen Methoden verarbeitet werden kann.

Juli - Atomare Diffusion in Legierungen

Simulation der thermisch induzierten Diffusion von Atomen in einem Kristallgitter mittels der kinetischen Monte-Carlo-Methode. Jede der Kacheln zeigt die Aufenthaltszeit für ein einzelnes Atom in Form einer Wärmekarte – je heller die Farbe, desto länger hielt sich das Atom in dieser Region auf.

August - Nanostrukturen mit atomarer Auflösung

Rekonstruktion einer nanostrukturierten Dualphasen-Hochentropielegierung aus Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel, Bor und Silizium, aufgenommen mittels Atomsondentomographie. Die Farben zeigen eisenarme und eisenreiche Regionen. Diese Legierung veranschaulicht einen hierarchischen Nanostrukturansatz, welcher neben der Entwicklung starker und duktiler Legierungen, auch bei der Entwicklung und Anwendung starker mikro-eletromechanischer Systeme (MEMS) und flexibel tragbarer Geräte helfen kann.

September - Glühen von Elektroband

Wärmebehandlung einer Eisen-Silizium-Legierung im Röntgenphotoelektronenspektrometer. Gemessen wurden Änderungen der Oberflächenzusammensetzung, die hier farblich abgebildet sind. Diese beeinflussen die Beschichtungsmöglichkeiten zur Prävention von Korrosion.

Oktober - Feldverdampfung von Wolfram

Räumliche Positionen des Übergangszustands eines feldverdampften Wolfram-Ions als Funktion des elektrischen Feldes. Dieser Überrollmechanismus wurde mit einem neuartigen, vollständigen ab initio Ansatz entdeckt und bietet wichtige Einblicke in die Art und Weise, wie elektrische Felder Atombindungen trennen.
M. Ashton

November - Wachstum von Metalloxiden

Das Wachstum dünner Oxidschichten auf Metalloberflächen kann mit spektroskopischen Methoden direct und live untersucht werden. Das Bild zeigt Absorptionsspektren einer Manganelektrode, während auf ihr wiederholt ultradünne Oxidschichten wachsen und schrumpfen. Manganverbindungen sind als Katalysatoren interessant für die Spaltung von Wasser zu Wasserstoff, der zum Beispiel in Brennstoffzellen benötigt wird.

Dezember - Meer der Lanthanoide

Rasterlelektronenmikroskop-Aufnahme von Praseodym, das in Kalium-Calcium-Niob-Oxid-Partikeln (KCa2Nb3O10) dotiert ist. Solche Partikel dienen als Halbleiter für Lanthanoide. Die Lumineszenz-Eigenschaft dieser Materialien ermöglicht den Einsatz in Anzeigegeräten, welche so optisch verstärkt und langlebiger werden.

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