REM-Aufnahme im BSE-Kontrast einer mehrphasigen Ag-Halbleiterlegierung
Die Gruppe forscht zur Gefügebildung in metallischen Werkstoffen (Thermodynamik und Kinetik von Phasenumwandlungen) und entwickelt neue Methoden, die Temperatur- und Konzentrationsgradienten zur Werkstoffcharakterisierung und -entwicklung nutzen. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung und Optimierung von Legierungen, die in der Optik eingesetzt werden.
- Phasenselektion und Erstarrungsverhalten in Abhängigkeit der Unterkühlung (Al-Legierungen, metallische Glasbildner)
- Schnelle Umwandlungen in Festkörpern (Cu- und Ti-Legierungen)
- Entwicklung von Loten (Ag-Basis, Cu-Basis, Fe-Basis)
- Entwicklung von Legierungen für die additive Fertigung (Leichtbaulegierungen, metallische Hartstoffschichten
Die Gruppe verfügt über Expertise auf dem Gebiet der computergestützten angewandten Thermodynamik (CALPHAD-Methode) sowie der Elektronenmikroskopie und -spektroskopie.
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Methoden
Gradientenmethoden (Hochdurchsatzmethoden) stehen zur Verfügung zur
zur Untersuchung von Phasenumwandlungen:
- Frühstadien des Schmelzens (einschließlich Keimbildung)
- Dynamik zwischen fester und flüssiger Phase
- thermodynamischer Zustand sich bewegender Grenzflächen
- Wettbewerb zwischen Festkörperumwandlungen
Bestimmung von Konstitutionsdaten (Phasendiagramme):
- Liquiduslinien (bzw. -flächen) in hochkomponentigen Systemen
- Solvus-linien und -flächen
- Herstellung reiner intermetallischer Phasen (für bspw. cp Messungen)
Messung Kinetischer und thermophysikalischer Eigenschaften:
- temperaturabhängige chemische Diffusivitäten
- fest/flüssig-Grenzflächenenergien von Legierungen
- temperaturabhängige thermische Eigenschaften (Diffusivität und Wärmeleitfähigkeit)
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Ausstattung
- Elektromagnetischer Levitator (EML) zur tiefellosen Erstarrung
- Pulsheizgerät zum kontrollierten Aufheizen mit elektrischen Pulsen
- Hoch- und Mittelfrequenz-Induktionsöfen
- Aufbauten zur gerichteten Erstarrung mit erzwungener und reduzierter Konvektion
- Hochgeschwindigkeitsinfrarotkamera ImageIR 8380hp u.a. mit Mikroskopoptiken
- Transmissionselektronenmikroskop JEOL NEOARM 200Fpdf, 3 mb · en (gefördert durch DFG Inst 275/391-1)
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Studentische Abschlussarbeiten
Wir bieten Bachelor-/Masterarbeiten und andere studentische Forschungsarbeiten für Studierende der Fachrichtung Materialwissenschaft, Chemie und Physik an. Die Themen stehen in engem Zusammenhang mit unseren Forschungsaktivitäten und häufig in Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppen oder Industriepartnern.
Die unten aufgeführten Themen sollen eine Orientierung über die Forschungsmöglichkeiten geben. Die Liste stellt keine vollständige Auswahl dar. In einem Gespräch mit Dr. Stephanie Lippmann sollten persönliche Präferenzen besprochen und in die geplante Forschungsarbeit einbezogen werden.
- Untersuchung der Konkurrenz von Festkörperreaktionen in Ag-Legierungen
- Gerichtetes Schmelzen von inkongruent schmelzenden Intermetallischen Phasen
- Messung der thermischen Eigenschaften von Gradientenlegierungen
- Charakterisierung von metallischen Gläsern auf Pt-Basis für optische Anwendungen
- Entwicklung einer Lotlegierung zum Fügen von SiSiC im Temperaturbereich zwischen 250 und 400°C
- Experimentelle Untersuchung der Bildungvon arktischem Eis anhand metallischer Modelllegierungen in Anwendung auf den Klimawandel
- Untersuchung der Phasenselektion von metallischen Gläsern auf Cu-Zr-Basis