Multifunktionale Hochleistungskomponenten aus hybriden porösen Werkstoffen

Der TRR 375 erforscht hybrid-poröse (HyPo) Materialien, um diese in Form von Hochleistungskomponenten mit spezifischer Funktionalität nutzbar zu machen. Die Kombination verschiedener metallischer Werkstoffe mit gezielt eingebrachter Porosität steht dabei im Fokus des Forschungsbereichs. Die genaue Zusammensetzung und Porosität sollen dabei für die jeweilige Anwendung angepasst werden, um möglichst ideale mechanische und thermische Eigenschaften für diesen Anwendungszweck zu realisieren. Dies beinhaltet lokal variierende Dichten und/oder Materialzusammensetzungen. Zusätzlich wird an Möglichkeiten zu integrierter Sensorik geforscht, die der Selbstdiagnose der Bauteile dienen soll.

Im Rahmen des Teilprojekts C02 werden an der AWP die intrinsischen Eigenschaften der HyPo-Bauteile untersucht. Dies muss dabei so geschehen, dass die getesteten Materialvolumen keine Inhomogenitäten wie Poren oder Materialgradienten enthalten, weshalb die Prüfungen unabhängig von Form, Größe oder Position in einem Bauteil auf kleinsten Skalen erfolgen muss. Im Fokus stehen dabei vor allem physikalische und mechanische Merkmale, die durch die Materialien und den Herstellungsprozess bestimmt werden.

Zu diesem Zweck werden die mikrostrukturellen Merkmale, die Morphologie und die mechanischen Eigenschaften wie die Nanohärte sowie das Zug-, Schlag- und Ermüdungsverhalten an aus HyPo-Bauteilen heraus präparierten Kleinstproben umfassend charakterisiert. Damit sollen die grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Herstellungsprozess, Mikrostruktur und den daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften ermittelt werden. Diese Erkenntnisse dienen außerdem als Qualitätssicherung beim Herstellungsprozess, zum Abgleich zwischen Experiment und Simulation und damit schließlich der Optimierung der Bauteile. Mehr Informationen unter: https://trrhypo.de/