Zerstörungsprozesse im Metall		erstellt am 27. 03. 08
Wien (öaw) - Steigende Temperaturen schädigen metallische Werkstoffe. Die genauen Prozesse dahinter sind Gegenstand reger Forschung. Ein internationales Forscher-Team unter Beteiligung von Materialforscher Gerhard Dehm, Leoben, konnte erstmals beobachten, wie in Metallschichten entlang von Versetzungen, die durch mechanische Spannungen entstandenen sind, der Transport von Atomen von einem Ort zum anderen funktioniert. Die Ergebnisse wurden in "Science" publiziert. Der französische Wissenschaftler Marc Legros von der nationalen Forschungseinrichtung CNRS/CEMES in Toulouse, Eduard Arzt (Universität Saarbrücken) , T. John Balk (University of Kentucky, USA) und Gerhard Dehm, Direktor des Erich-Schmid-Instituts für Materialwissenschaft der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und Leiter des Departments Materialphysik der Montanuniversität Leoben untersuchten das Diffusionsverhalten von Teilchen in Materialien. Diffusion bedeutet den Transport von Atomen von einem Ort zum anderen. "Wir konnten beobachten, dass von kleinen Teilchen Atome sehr schnell zu größeren Teilchen wandern, wenn diese durch einen speziellen Defekt, so genannte Versetzungen, miteinander verbunden sind. Dadurch entstehen im atomaren Gefüge rasch freie Korridore, die zu einer rapiden Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führen", erklärt Gerhard Dehm. Unter Materialwissenschaftlern war schon bekannt, dass die Diffusion von Atomen in Metallen durch Versetzungen stark beschleunigt werden kann. Nun konnten die Wissenschaftler erstmals den experimentellen Beweis erbringen, indem sie das Diffusionsverhalten mit Hilfe eines Transmissionselektronenmikroskops sichtbar machten. Ausgangspunkt für dieses Verhalten: Bei steigender Temperatur beginnen Werkstoffe zu kriechen, das heißt sie dehnen sich aus oder verbiegen sich. Von außen ist ein solches Verhalten gut sichtbar, so verbiegen sich zum Beispiel alte Bleirohre durch das Eigengewicht bereits bei Raumtemperatur. "Im Inneren werden bei einer solchen Veränderung Millionen von Atomen bewegt", erläutert Dehm. Immer widerstandsfähigere Materialien Hintergrund der Forschung ist die Intention, immer widerstandsfähigere Materialien zu entwickeln. "Die Industrie verlangt nach immer leichteren, temperaturbeständigeren Werkstoffen zum Beispiel für den Fahrzeugbau", sagt Dehm. Das Kriechen metallischer Werkstoffe ist hier ein großes Problem, da es den Werkstoff schädigt. Und gerade bei Leichtmetallen tritt es bereits bei vergleichsweise niederen Temperaturen von weniger als 200 Grad Celsius auf. Die Aufgabe der Wissenschaftler besteht darin, die Vorgänge im Inneren des Materials zu verstehen und diese Erkenntnisse für die Entwicklung neuer Stoffe zu nutzen. Informationen: http://www.oeaw.ac.at/esi
zurück