Einfluss von Grenzflächenanisotropie auf das Kornwachstum in perowskitischen Keramiken

• Applicants: Dr.-Ing. Michael Bäurer; Dr. Daniel Weygand
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2010 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 179735906

Gegenstand des beantragten Projekts ist die Untersuchung des Kornwachstumsverhaltens in perowskitischen Oxidkeramiken mittels Experiment und Simulation. Als Modellsystem soll SrTiO3 dienen, da in diesem Werkstoff die beste Datenbasis bezüglich der Defektchemie sowohl in der Massivkeramik als auch in den Raumladungszonen und bezüglich der relativen Oberflächenenergien gegeben ist. Weiterhin wurde in Vorarbeiten eine Kornwachstumsanomalie gefunden, deren Ursache im Rahmen des Antrags geklärt werden soll.Ein dreidimensionales Grenzflächenmodell soll zur Simulation des normalen und abnormalen Kornwachstums unter Berücksichtigung der Grenzflächenanisotropie des Materials sowohl hinsichtlich der Grenzflächenmobilitäten wie auch der -energien eingesetzt werden, um den Einfluss verschiedener aus dem Experiment motivierten Annahmen zu den Grenzflächeneigenschaften auf das Gesamtverhalten des Gefüge zu bestimmen. Als Vergleichsexperimente sollen Kornwachstumsversuche an Volumenmaterialien und an Modellgefügen aus eingebetteten Einkristallen mit verschiedenen Korngrenzenorientierungen durchgeführt werden, um eine Datenbasis für die Wachstumsgeschwindigkeiten spezieller Grenzflächen zu erhalten.Ein weiteres Ziel des Vergleichs ist es aus globalen Messgrößen, wie Korngrößenverteilungen, Grenzflächenorientierungsverteilungen etc. auf die zugrundeliegenden Korngrenzeneigenschaften Rückschlüsse ziehen zu können. Die Kombination aus Experiment und Simulation soll helfen, den Einfluss experimentell schwer trennbarer Größen wie Korngrenzenenergie und Mobilität auf das Kornwachstum in Polykristallen zu verstehen. Dies soll durch eine gezielte Variation dieser Größen in den simulierten Korngefügen realisiert werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Michael J. Hoffmann