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Plenarvortrag

Ermittlung von mechanischen Kennwerten und der Lebensdauer von Werkstoffen für dünne Filme, kleinskalige Anwendungen und Beschichtungen

Tuesday (03.12.2019)
09:30 - 10:00 Uhr

Die Mikrostruktur von Materialien und Materialsystemen für Hightech-Anwendungen wird heute bis in den Submikrometerbereich hinunter anwendungsspezifisch optimiert und in der Herstellung lokal eingestellt. Für Anwendungen die eine Strukturierung im Bereich von wenigen zehn Mikrometern und darunter aufweisen, finden sich eine Fülle von Größen-, Skalierungs- und Frequenzeffekten die deren Eigenschaften beeinflussen. Der Einfluss kann sich in vielen Fällen massiv auf die aktiven Defektmechanismen auswirken. Dadurch verändert sich das Schädigungsverhalten der Materialien und beispielsweise die Lebensdauer erheblich.

Dieser Beitrag fokussiert sich auf eine Reihe von Mikroermüdungsexperimenten, mit denen die zugrundeliegenden Defektmechanismen sowie die sich entwickelnde Schadensakkumulation in metallischen Materialien untersucht werden können. Im Zentrum der Untersuchungen stehen dabei die sich entwickelnden Extrusionen, die anschließende Rissinitiierung und das darauffolgende Kurzrisswachstum. Entsprechende Ergebnisse für die Ermüdung von metallischen dünnen Schichten sowie aus Untersuchungen von Mikroproben aus nano- und mikrostrukturierten Materialien werden präsentiert und diskutiert. Die experimentellen Methoden werden im Lichte der notwendigen Entwicklungen neuartiger experimenteller Techniken in Kombination mit Datenanalysewerkzeugen und -methoden, z.B. KI, diskutiert. Weiterhin sollen die Vorteile einer immer enger geführten Kopplung von experimentellen Methoden und Simulationswerkzeugen diskutiert werden.

Sprecher/Referent:
Prof. Christoph Eberl
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr.-Ing. Thomas Straub
    Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
  • Ali Riza Durmaz
    Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
  • Nadira Hadzic
    Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM