Metallische Gläser und nanostrukturierte Legierungen stehen im Fokus der Forschungen von Prof. Dr. Jürgen Eckert, Wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden. Als einer der führenden Forscher auf diesem Gebiet erhält Jürgen Eckert einen mit 2,5 Millionen Euro dotierten ERC Advanced Grant des Europäischen Forschungsrates (European Research Council, ERC). Mit dieser Förderlinie unterstützt die Europäische Union herausragende Forscher, die besonders innovative und zukunftsweisende Forschungsansätze vorschlagen.
Metallische Werkstoffe sind von entscheidender Bedeutung für zentrale Themen unserer Gesellschaft, wie Energie, Sicherheit, Infrastruktur, Mobilität, Gesundheit und Kommunikation. In all diesen Bereichen spielen metallische Werkstoffe mit sehr hoher Festigkeit eine große Rolle, so dass der Forschungs- und Entwicklungsbedarf auf diesem Gebiet ungebrochen ist. Neue Technologien zum Beispiel bei der Energieerzeugung, ihrer Umwandlung und Speicherung stellen immer höhere Anforderungen an die Materialien, die in Turbinen, Hochöfen und Generatoren verwendet werden. Im Bereich der Biomedizin verlangt unsere alternde Gesellschaft nach immer besseren und auch kostengünstigen Materialien für Implantate und Stents. Ein zentrales Problem bei fast allen heute verwendeten hochfesten metallischen Materialien ist ihre Sprödigkeit. Sie sind kaum elastisch und schwer umzuformen. Umgekehrt weisen Legierungen mit größerer Verformbarkeit meist nur geringe Festigkeiten auf. Das Team um Jürgen Eckert möchte mit diesem Vorhaben eine neue Generation komplexer metallischer Legierungen entwickeln, die beide Eigenschaften miteinander verbinden. Die Herausforderung besteht darin, die Materialien in ihren Eigenschaften so maßzuschneidern, dass sie für den konkreten Anwendungsfall optimal sind. Hierfür wird eine skalen-übergreifender Ansatz vorgeschlagen: von der Atomanordnung im Nanometerbereich bis zur Mikrostruktur des Werkstücks wird nichts dem Zufall überlassen. Für das Design der neuen Legierungen spielen Phasenübergänge unter Nicht-Gleichgewichtsbedingungen, wie sehr schnelle Abkühlung aus der Schmelze oder pulvermetallurgische Verfahren, eine große Rolle. Hierzu zählt auch die Einbettung fein verteilter Partikel, um die Festigkeit von hochelastischen Legierungen zu erhöhen.
(Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, 27.09.2013 – KSA)
