Zusammenhang zwischen Materialmikrostruktur und elektromagnetischer Emission

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Sause
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392034898

Ziel des Projektes ist es, die erarbeiteten Grundlagen aus den vorangegangenen DFG-Projekten zu nutzen, um grundlegendeZusammenhänge zwischen der Materialmikrostruktur und derEntstehung von elektromagnetischer Emission (EME) undSchallemission (SE) zu erforschen. Die bisherigen Untersuchungenhaben gezeigt, dass alle Materialklassen (Metalle, Polymere,Keramiken, Mineralien, Naturstoffe) die Entstehung von EME beiBruchvorgängen aufweisen. Anhand von Rissbildung insupraleitenden Materialien konnte weiterhin gezeigt werden, dassselbst bei Materialien mit idealer Ladungsträgermobilität EME Signaleentstehen. Dies wird in aktuellen Modellen der EME-Quelle nichterwartet und kann die durchgeführten Experimente daher nichterklären. Es sollen daher verschiedene neue Hypothesen zumUrsprung der EME im Modell untersucht werden. Mit Bezug auf dieLeitfähigkeit soll das bestehende elektrostatische Modell zu einemelektrodynamischen Modell weiterentwickelt werden, sowie derEinfluss der Duktilität und Dynamik der Rissbewegung beimBruchvorgang detaillierter abgebildet werden. Hierzu sind weitereExperimente mit gezielter Wasserstoffversprödung vonStahllegierungen geplant. Weiterhin wurde festgestellt, dass beitribologischer Beanspruchung von Festkörpern EME messbar ist,welche sich allerdings in Intensität und Zeitdauer deutlich von derEME bei Bruchvorgängen unterscheidet. Deren Ursprung soll durchweitere Experimente geklärt werden und die EME Signale modelliertwerden um die Hypothese zur Entstehung zu verifizieren. Für dieverschiedenen untersuchten Materialien sollen Modellrechnungendurchgeführt werden, welche Anzahl an Ladungsträger zur Bildung des EME-Signals an der Oberfläche des Risses beiträgt. Konkret solldies dazu genutzt werden, die Höhe desLadungsträgerungleichgewichts zwischen den Rissflanken zubestimmen, welches allgemein als Ursache für die EMEangenommen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen