DFG Al-578/13-1

Mechanische Eigenschaften metallischer Gläser mit nanoskaligen Sekundärphasen

Ziel des Projekts ist die Aufklärung der mechanischen Eigenschaften metallischer Gläser mit nanoskaligen Sekundärphasen. Durch Kombination molekulardynamischer Computersimulationen mit experimentellen Methoden sollen die Auswirkungen nanoskaliger Sekundärphasen auf das makroskopische plastische Materialverhalten, sowie deren Wechselwirkung mit Scherbändern auf atomarer Skala untersucht werden. Als Modellsystem, das experimentell und theoretisch zugänglich ist, dient Cu-Zr, in welches durch Anlassen oder durch Verformung nanokristalline Sekundärphasen mit duktilen Verformungseigenschaften oder nanoskalige amorphe Zweitphasen unterschiedlicher Gestalt und Größe eingebracht werden können.

Experimentell sind neben der Charakterisierung gewalzter Proben, in-situ Zugversuche mit hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie geplant, die einen direkten Vergleich mit den Ergebnissen der Computersimulation zulassen. Dabei soll insbesondere die Rolle von Relaxationsgrad und Nahordnung für das Verformungsverhalten und die Wechselwirkung von Scherbändern mit Sekundärphasen aufgeklärt werden. Als Modellgeometrie zur Untersuchung der Grenzflächen zwischen Matrix und Sekundärphasen werden Mehrfachschichten untersucht, an denen in Experiment und Simulation Nanoindentationsexperimente durchgeführt werden. Im Schichtsystem werden die Orte der Deformationslokalisierung auffindbar und können so mittels hochauflösender Elektronenmikroskopie analysiert werden.

Beteiligte Mitarbeiter

Karsten Albe, Tobias Brink

Ehemalige Mitarbeiter im Projekt

Yvonne Ritter, Daniel Şopu, Constanze Kalcher

Kollaborationen

Prof. Gerhard Wilde, Westfälische Wilhelms-Universität, Münster

Publikationen

K. Albe, Y. Ritter and D. Şopu, Enhancing the plasticity of metallic glasses: Shear band formation, nanocomposites and nanoglasses investigated by molecular dynamics simulations, Mech. Mater. (2013)

K. A. Avchaciov, Y. Ritter, F. Djurabekova, K. Nordlund and K. Albe, Controlled softening of Cu64Zr36 metallic glass by ion irradiation, Appl. Phys. Lett. 102, 181910 (2013)

Y. Ritter, Molecular Dynamics Simulations of Structure–Property Relationships in Cu–Zr Metallic Glasses, Doktorarbeit (2012)

Y. Ritter and K. Albe, Chemical and topological order in shear bands of Cu64Zr36 and Cu36Zr64 glasses , J. Appl. Phys. 111, 103527 (2012)

Y. Ritter, D. Şopu, H. Gleiter and K. Albe, Structure, stability and mechanical properties of internal interfaces in Cu64Zr36-nanoglasses studied by MD simulations, Acta Mat. 59, 6588 (2011)

Y. Ritter and K. Albe, Thermal annealing of shear bands in deformed metallic glasses: Recovery mechanisms in Cu64Zr36 studied by molecular dynamics simulations, Acta Mat. 59, 7082 (2011)

C. Kalcher, Molecular dynamics simulations of mechanical properties of metallic glasses, Bachelorarbeit (2011)

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