Herstellung, Gefügebildung und mechanischen Eigenschaften (unter quasi-statischer und zyklischer Belastung) von Mg-SiC-Nanokompositen

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Sepideh Kamrani, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280646214

Aufgrund seiner geringen Dichte und hohen spezifischen Eigenschaften hat das Interesse an Magnesium(Mg)-Legierungen für Leichtbauanwendungen im letzten Jahrzehnt stetig zugenommen. Eingeschränkt Festigkeit und Duktilität von Mg-Legierungen sind bis jetzt große Herausforderungen. In letzter Zeit hat jedoch der Einsatz von Nano-Verstärkungen zu deutlichen Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit der Mg-Legierungen geführt. Das gleichmäßige dispergieren von Nanopartikeln in Magnesium-Strukturen ist eine große Herausforderung für die Herstellung von Mg-basierten Metall-Matrix-Nanokompositen und wird durch die Agglomeration und Clustering von Nanopartikeln erschwert. Das primäre Ziel dieses Projektes ist die Herstellung von vollständig dichtem nanostrukturiertem Magnesium verstärkt mit gleichmäßig verteilten SiC-Nanopartikeln. Es ist geplant Nanokomposite mit einem hohen Volumenanteil von bis zu 10 Vol.% an Verstärkungen herzustellen in einer Magnesiummatrix mit reduzierte Korngröße im nanoskalierten Bereich durch mechanisches Mahlen mit anschließendem Verdichtungsprozess. Die vorliegende Studie zielte darauf ab die zugrunde liegenden Mechanismen und Wirkung von SiC-Nanopartikel auf die mechanischen Eigenschaften der Mg-SiC-Nanokomposite unter quasi-statischer und zyklischer Belastung zu erforschen. Die mechanischen Tests unterstützt durch mikrostrukturelle Analysen liefern Daten um die Auswirkungen, von verschiedenen Verstärkungsmechanismen die im Magnesiumnanokomposit wirken, zu bewerten. Die Projektergebnisse könnten genutzt werden um die Produktionskapazitäten von Magnesiumnanokompositen mit hohem Volumenanteil und gleichmäßiger Verteilung der Nanopartikel, die zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften führen, zu verbessern. Wissenschaftlichen Erkenntnisse und technische Entwicklungen in Bezug auf Nanokomposits im Hinblick auf die Herstellung, Charakterisierung, quasi-statische und zyklische Eigenschaften zählen zu den Errungenschaften dieses Projekts.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr.-Ing. Claudia Fleck; Professor Ralf Riedel