SFB 595:  Elektrische Ermüdung in Funktionswerkstoffen

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Chemie ; Geowissenschaften ; Informatik, System- und Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485550

Das Ziel liegt in der ersten Phase dieses Sonderforschungsbereichs in der Aufklärung der Mechanismen, die zur elektrischen Ermüdung führen. In der zweiten Phase sollen mit diesen Erkenntnissen innovative Werkstoffkonzepte verfolgt und ausgetestet werden. Damit erzielbare Eigenschaften sollen an einfachen, im Rahmen des Projekts herzustellenden Bauteilen demonstriert werden. Dazu müssen geeignete präparative Möglichkeiten und sich ergänzende Methoden zur Material- und Bauteilcharakterisierung aufgebaut werden.
Der im Sonderforschungsbereich vorgesehene systematische Vergleich von experimentellen und theoretischen Ergebnissen soll entscheidend dazu beitragen, die in technologisch verwandten Materialien und Bauteilen beobachteten Ermüdungserscheinungen auf ihre physikalisch-chemischen Ursachen zurückzuführen und Strategien zur Erschließung verbesserter Werkstoffe und neuartiger funktioneller Materialkombinationen sowie integrativer Funktionsbauteile zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Herstellung keramischer, texturierter Aktuatoren mit hoher Dehnung (Teilprojektleiter Rödel, Jürgen )
• A02 - Herstellung und Charakterisierung von PZT-Keramiken unter Gleichfeldbeanspruchung (Teilprojektleiter Hoffmann, Michael J. )
• A03 - Grenzflächen und dünne Schichten von Ionenleitern: Elektronische Struktur, elektrochemische Potenziale, Defektbildung und Degradationsmechanismen (Teilprojektleiter Jaegermann, Wolfram )
• A04 - Neue Funktionskeramiken durch Anionensubstitution in oxidischen Systemen (Teilprojektleiter Riedel, Ralf )
• A05 - Synthese halbleitender Modellpolymere und deren Charakterisierung vor und nach zyklischer elektrischer Ermüdung (Teilprojektleiter Rehahn, Matthias )
• B01 - EPR Untersuchungen von Defekten in ferroelektrischen keramischen Werkstoffen (Teilprojektleiter Dinse, Klaus-Peter ;  Eichel, Rüdiger-A. )
• B02 - Untersuchung der Defektstruktur und Diffusion in ferroelektrischen Materialien (Teilprojektleiter Balogh, Adam Georg )
• B03 - Strukturelle Untersuchungen zur Aufklärung der elektrischen Ermüdung in Piezokeramiken (Teilprojektleiter Donner, Wolfgang ;  Kleebe, Hans-Joachim )
• B04 - In-situ Strukturuntersuchungen der Degradation von Interkalationsbatterien und deren Modellierung (Teilprojektleiter Ehrenberg, Helmut )
• B05 - Modellversuche zur Wechselwirkung ferroelektrischer Domänen mit Punktdefekten und deren Agglomeraten (Teilprojektleiter Lupascu, Doru Constantin ;  Rödel, Jürgen )
• B07 - Polarisation und Ladung in elektrisch ermüdeten Ferroelektrika (Teilprojektleiter Klein, Andreas ;  von Seggern, Heinz )
• B08 - In situ Diagnostik von Interkalationsbatterien mittels Ramanspektroskopie (Teilprojektleiter Hess, Christian )
• B09 - Charakterisierung der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen elektrischer Funktionsmaterialien mit Festkörper-NMR-Verfahren (Teilprojektleiter Breitzke, Hergen ;  Buntkowsky, Gerd )
• C01 - Quantenmechanische Computersimulationen zur Elektronen- und Defektstruktur oxidischer Materialien (Teilprojektleiter Albe, Karsten )
• C02 - Automatische Computersimulationen der Defekte und deren Bewegung in Metalloxiden (Teilprojektleiter Albe, Karsten )
• C03 - Mikroskopische Untersuchungen zur Defektagglomeration und deren Auswirkung auf die Beweglichkeit von Domänenwänden (Teilprojektleiter Becker, Wilfried ;  Müller, Ralf )
• C05 - Phänomenologische Modellierung von Injektion, Transport und Rekombination in Bauelementen aus organischen Halbleitern sowie aus nichtorganischen Ferroelektrika (Teilprojektleiter Genenko, Yuri A. ;  von Seggern, Heinz )
• D01 - Mesoskopische und makroskopische Ermüdung in dotierten ferroelektrischen Keramiken (Teilprojektleiter Rödel, Jürgen )
• D03 - Funktion und Ermüdung leitfähiger oxidischer Elektroden in organischen Leuchtdioden und piezokeramischen Aktuatoren (Teilprojektleiter Klein, Andreas )
• D04 - Betriebsbedingte Ermüdung von Bauelementen aus organischen Halbleitern (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Gassmann, Andrea ;  von Seggern, Heinz )
• D05 - Herstellung und Charakterisierung von Li-Ionen Dünnschichtbatterien (Teilprojektleiter Jaegermann, Wolfram )
• MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Klein, Andreas )
• T01 - "in operando" Untersuchungen der Materialermüdung in kommerziellen Batterie-Typen durch Neutronentomographie und -diffraktion (Teilprojektleiter Ehrenberg, Helmut )
• T02 - Einfluss der PbO Stöchiometrie auf Mikrostruktur und Eigenschaften von PZT Keramiken und Multilayeraktuatoren (Teilprojektleiter Hoffmann, Michael J. )
• T03 - "in operando" Untersuchungen von Li(Ni,Co,Mn)O2 Kathodenmaterialien (NCM) mittels lokaler und globaler Methoden zur Strukturuntersuchung - Materialmodifikation und -ermüdung (Teilprojektleiter Ehrenberg, Helmut )
• Z02 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Rödel, Jürgen )

• Antragstellende Institution: Technische Universität Darmstadt
• Beteiligte Hochschule: Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ; Campus Süd (aufgelöst)
• Sprecher: Professor Dr. Karsten Albe, seit 7/2012; Professor Dr.-Ing. Jürgen Rödel, bis 6/2012