GRAIN BOUNDARY MECHANICS

Interactions between mechanical stresses and grain boundaries – New approaches to microstructure control and materials design

Autor(en): Winning, Myrjam Aachen, 13. März 2007 Seiten: 386 Auflage: 1 Sprache: EN ISBN-10: 3867271860 ISBN-13: 9783867271868 Zugeordnete Fachbereiche: Bergbau- und Hüttenwesen Kategorie: Habilitation Bezugsmöglichkeiten Print Version 40,00 € 38,00 € In den Warenkorb eBook (6340.4 kB) 40,00 € In den Warenkorb

Kurzbeschreibung

Die Entwicklung neuer sowie die Optimierung bekannter Werkstoffe sind Schlüsseltechnologien für viele industrielle Bereiche. Ein wesentliches Ziel bspw. der Automobil- oder der Luft- und Raumfahrtindustrie ist es, Materialien immer leichter, sicherer und kostengünstiger herzustellen. Auf dem Weg zu mehr Ressourceneffizienz und Umweltschutz ist damit die Fähigkeit zur Herstellung, Verarbeitung und Anwendung leistungsfähiger Materialien Voraussetzung für neue, international wettbewerbsfähige Produkte und Verfahren. Zu einer der technisch wohl bedeutendsten Werkstoffgruppen, sowohl was gegenwärtige Produktion und Verwendung, als auch Tradition und systematische Entwicklung betrifft, gehören die Metalle.
Die Eigenschaften der Metalle ergeben sich dabei aus ihrer Kristallinität. Aber nicht der perfekte, periodische Kristallaufbau, sondern vielmehr die herstellungsbedingten Baufehler beeinflussen die Eigenschaften in entscheidender Weise. Die Zahl, Art und räumliche Verteilung dieser Kristallbaufehler nennen wir Mikrostruktur.
Eines der wichtigsten Mikrostrukturelemente ist die so genannte Korngrenze, die, abgesehen von speziell hergestellten Einkristallen, in der Realität in allen kristallinen Materialien vorhanden ist. Damit sind Korngrenzen Bestandteile kristalliner Festkörper mit speziellen Eigenschaften, die von den Eigenschaften im übrigen Kristall abweichen. Insbesondere die Fähigkeit, sich unter geeigneten Bedingungen zu bewegen, sich aufzulösen oder neu zu bilden, macht die Korngrenzen zu den wichtigsten strukturellen Gitterfehlern in kristallinen Werkstoffen. Die Korngrenzenbewegung hängt von einer Vielzahl von Parametern ab, von denen die Temperatur und die Kraft, die die Bewegung aktiviert, den größten Einfluss auf die Beweglichkeit haben.
Die Arbeit stellt Ansätze vor, wie Werkstoffeigenschaften durch eine Beeinflussung der Korngrenzen und deren Eigenschaften verändert werden können. Insbesondere wird gezeigt, wie durch die gezielte Beeinflussung der Kristallbaufehler die Mikrostrukturentwicklung kontrolliert werden kann und wie daraus die verbesserten Eigenschaften des Werkstoffes resultieren. Als Beispiel wird dabei die Wechselwirkung zwischen mechanischen Spannungen und Korngrenzen ausgehend von der spannungsinduzierten Bewegung individueller Korngrenzen bis hin zu den Prozessen Kornwachstum und Rekristallisation und Einfluss mechanischer Spannungen betrachtet und systematisch aufbereitet