Korngrenzenplastizität in nanokristallinen Legierungen: Übergang zu glasartigem Verhalten?

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Birringer
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250679794

Ziel des Projektes ist es, die Synergie und Hierarchie von koexistierenden Verformungsmechanismen in nanokristallinen (nk) PdAu-Legierungen am unteren Ende der Nanoskala (< 10 nm) aufzuklären. Insbesondere soll dabei die Entwicklung der Deformationsbeiträge (elastische und plastische) der jeweiligen aktiven Mechanismen (Gitter- und Korngrenzenelastizität, Nukleation und Gleiten von Partialversetzungen, spannungsgetriebene Grenzflächenmigration und intrinsische Grenzflächendeformation) als Funktion der aufgebrachten Spannung in Form von Verformungskarten erfasst werden. Voruntersuchungen ergaben, dass in nk Legierungen die in metallischen Gläsern die Dehnung propagierenden Schertransformationen (ST) zur makroskopischen Gesamtdehnung in dominanter Weise betragen. ST können als das generische Fließereignis in metallischen Gläsern betrachtet werden. Die mechanistische Natur von ST erlaubt es ohne Weiteres, dass dieses Fließereignis auch im Kernbereich von Korngrenzne aktiv sein kann. Aus der Spannungsabhängigkeit der bei Schertransformationen zu überwindenden Barrierenhöhe können wir folgern, dass nanokristalline Legierungen, sofern die in Grenzflächen operierenden Schertransformationen die makroskopische Dehnung dominieren, einem universellen viskoplastischen Materialgesetz gehorchen sollten. Das zentrale Ziel des Antrags besteht darin, diese Vorhersage zu verifizieren. Neben konventionellen metallischen Gläsern und nk Metallen, die auf ganz unterschiedliche Art und Weise Repräsentanten ungeordneter Materialien sind, bietet es sich auch an, Nanogläser bezüglich der Aktivität von ST zu untersuchen und herauszufinden, ob das universelle viskoplastische Materialsgesetz auch in dieser Materialklasse das makroskopische Deformationsverhalten beschreiben kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Werner Skrotzki