Nanokristalline Materialien aus massivem grobkörnigem Ausgangswerkstoff

Drei südkoreanische Wissenschaftler, die auf diesem Gebiet arbeiten, sind zur Zeit am Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik der TU Clausthal bei Professor Dr. Juri Estrin zu Gast: Professor Dr. Hyoung Seop Kim, Universität Chungnam, gemeinsam mit seinem Doktoranden Min Hong Seo, und Dr. Seung Chul Baik vom Forschungslabor des koreanischen Stahlunternehmens Pohang. Alle drei arbeiten mit je unterschiedlichen Schwerpunkten auf dem Gebiet der Herstellung ultrafeinkörniger nanostrukturierter Werkstoffe aus einem massiven Werkstoff.

Nanostrukturierte Materialien, definiert als Werkstoffe mit einer typischen Korngröße unter einhundert Nanometer, haben in den letzten Jahren aufgrund ihrer überlegenen mechanischen, optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften großes Interesse in der materialwissenschaftlichen Fachwelt gefunden. Drei südkoreanische Wissenschaftler, die auf diesem Gebiet arbeiten, sind zur Zeit am Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik der TU Clausthal bei Professor Dr. Juri Estrin zu Gast: Professor Dr. Hyoung Seop Kim, Universität Chungnam, gemeinsam mit seinem Doktoranden Min Hong Seo, und Dr. Seung Chul Baik vom Forschungslabor des koreanischen Stahlunternehmens Pohang. Alle drei arbeiten mit je unterschiedlichen Schwerpunkten auf dem Gebiet der Herstellung ultrafeinkörniger nanostrukturierter Werkstoffe aus einem massiven Werkstoff. Das grobkörnige Ausgangsmaterial wird in einem Kanal um neunzig Grad umgelenkt. Hierbei tritt aufgrund der hohen Scherspannung eine extreme plastische Verformung auf, was zu Kornfeinung führt. „Bei mehrfacher Wiederholung dieses Vorgangs entwickelt sich das Gefüge schließlich zu einer nanoskaligen Struktur. Die genauen Mechanismen sind noch nicht bekannt. Sie sollen in unserem Forschungsprojekt experimentell und theoretisch untersucht werden“, erklärt Professor Dr. Juri Estrin.

Nanostrukturierte Materialien, die aus Nanopulvern auf dem Wege des Sinterns hergestellt werden, weisen eine Restporosität auf, welche das gewünschte Eigenschaftsprofil, insbesondere die Festigkeit, negativ beeinflusst. Eine Nanostruktur, die in einem massiven Werkstoff eingestellt wird, ist porenfrei. Außerdem erhofft man sich eine bessere Umformbarkeit der auf diesem Wege erzeugten Nanomaterialien. Professor Dr. Hyoung Seop Kim führte gemeinsam mit seinem Doktoranden Ming Hong Seo Computersimulationen und Experimente zur extremen plastischen Verformung durch. Sie werden nun in Clausthal mit Dr.-Ing. Ralph Hellmig vom Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik fortgesetzt. Dr.-Ing. Hellmig hat die Herstellung ultrafeinkörniger Werkstoffe aus Kupfer erprobt, demnächst sollen Versuche an Magnesium folgen.

Dr. Seung Chul Baik ist mit einem Stipendium des Landes Niedersachsen für 18 Monate zu Gast an der TU Clausthal. Im Rahmen seines Aufenthaltes wird er auch für drei Monate ein Praktikum bei der Salzgitter AG absolvieren. So erhofft sich das Land Niedersachsen, hochkarätige Wirtschaftskontakte anzustoßen. Dr. Baik wird sich in seinem Forschungsvorhaben an der TU Clausthal insbesondere mit der Textur nanokristalliner Werkstoffe befassen. Unter dem Begriff Textur versteht man eine bevorzugte Orientierung der Kristallite in einem Vielkristall, welche eine Richtungsabhängigkeit der mechanischen und physikalischen Eigenschaften mit sich bringt. Im Vordergrund seines Forschungsprojekts steht die Anwendung extremer plastischer Verformungen in der Stahlindustrie.

Weitere Informationen:
Institut für Werkstoffkunde und Werkstofftechnik

Prof. Dr. rer. nat. habil. J. Estrin
Agricolastraße 6 , D-38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: +49-5323-72 2004
E-Mail: juri.estrin@tu-clausthal.de
Telefax: +49-5323-72 31 48

Dr.-Ing. Dipl.-Phys. R. J. Hellmig
Agricolastraße 6, D-38678 Clausthal-Zellerfeld
E-Mail: ralph.joerg.hellmig@tu-clausthal.de
Telefon: +49-5323-72 21 71
Telefax: +49-5323-72 31 48