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Allgemeine
Ziele der Legierungsentwicklung
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In der
Arbeitsgruppe werden Legierungen aus verschiedenen Anwendungsgebieten
entwickelt. Durch Änderungen in der Zusammensetzung
bzw.
des
Herstellungsprozesses wird das Gefüge gezielt für die
vorgesehene Anwendung
optimiert.
Eine Spezialisierung auf ein bestimmtes Legierungssystem besteht nicht.
Ein Schwerpunkt liegt bei den Lotlegierungen, wobei in verschiedenen
Projekten bereits an Legierungen zum Weich-, Hart-, Hochtemperatur- und
Aktivlöten gearbeitet wurde. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf
Edelmetallen, z.B. ausscheidungshärtbaren Platin- und Goldlegierungen.
Weitere Beispiele sind im folgenden aufgeführt.
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kornstabilisiertes
Niob
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Niob ist
ein Refraktärmetall, das vielfach als Legierungselement in Stählen
eingesetzt wird, aber auch eigenständige Anwendungen hat. Beispiele
sind Niob-Supraleiter (Typ II) und
Niob-Elektrolytkondensatoren.
Bei der Ausbildung des Gefüges weist Nb einige Besonderheiten auf. So
wurde z.B. gezeigt, dass höchstreines Niob bei Wärmebehandlungen so
schnell und ausgiebig erholt, dass es nicht mehr zur Rekristallisation
kommt. Weiterhin ist bekannt, dass Niob bei Wärmebehandlungen durch
lokales Kornwachstum eine sehr breite Korngrößenverteilung einnimmt.
Ziel des Legierungsentwicklungsprojekts ist es, die Korngrenzen in Niob
durch Zugabe geringer Mengen an Legierungselementen so zu
stabilisieren, dass die funktionalen Eigenschaften des Metalls erhalten
bleiben, die negativen Effekte des unkontrollierten Kornwachstums aber
vermieden werden.
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Silberlegierungen
für Kontaktmaterialien
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Zum Schalten
starker Ströme kommen häufig partikelverstärkte Cu- und Ag-Legierungen
(z.B. Cr-Cr oder Ag-Sn-In) zum Einsatz.
Bei
der Herstellung dieser Werkstoffe treten mitunter unerwünschte
Begleiterscheinungen auf, wie z.B. die Bildung einer rein metallischen
Schicht auf der Oberfläche. Dieser Effekt wird durch gezielte
Experimente untersucht, um seinen Ursachen auf die Spur zu kommen. Die
Untersuchungen werden durch Simulationsrechnungen unterstützt.
Entwicklungsziel ist es, gute Kontakteigenschaften über möglichst
zahlreiche Schaltzyklen aufrecht zu halten.
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Formgedächtnislegierungen
für die Architektur
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bekannteste und am besten erforschte
Formgedächtnislegierung ist NiTi. Diese ist aufgrund ihres
hohen Ti-Gehaltes allerdings recht teuer. Eine Fe-basierte Legierung
würde
einen ökonomischen Einsatz von Formgedächtnis/Superelastizität
in größerem Umfang möglich machen. Formgedächtnis und Superelastizität
beruhen auf
einer Phasenumwandlung zwischen zwei ähnlichen Gitterstrukturen. Die
Legierungsentwicklung für die Architektur beschäftigt sich damit,
Umwandlungstemperaturen für die Phasenumwandlungen durch Variation des
Herstellungsprozesses und der Zusammensetzung gezielt einzustellen, so
dass die besonderen Effekte der Legierung unter verschiedenen
klimatischen Bedingungen funktionieren. Denkbar wäre für eine
optimierte Legierung z.B. der Einsatz als
Brückenarmierung zur Erdbebensicherung. |
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