Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe — Forschung

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Charakterisierung von Nanostrukturen

Mittels Nanostrukturierung können die strukturellen und funktionellen Eigenschaften eines Materials stark verändert werden. Damit werden neue Anwendungen und Anwendungsgebiete zugänglich, die mit herkömmlichen Materialien nicht abgedeckt werden können. Die speziellen Eigenschaften von Nanomaterialien resultieren meist aus dem großen Volumenanteil an Korngrenzen und inneren Grenzflächen.

Um die Struktur-Eigenschafts-Beziehung der Nanomaterialien quantitativ zu erfassen, ist es daher notwendig, die Eigenschaften der Korn-/Phasengrenzen im nanokristallinen Material zu charakterisieren. Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist eine Vielzahl der strukturellen Besonderheiten von Grenzflächen und Korngrenzen in nanokristallinen Materialien noch nicht vollständig geklärt.

Nanostrukturierte Legierungen werden z.B. bezüglich ihrer Korngrößenverteilung und der Orientierungsvereilung der Körner untereinader charakterisiert. Dabei ergaben sich deutliche Unterschiede im Vergleich zu konventionellen Werkstoffen. Nanoskalige Kohlenstoffderivate (Carbon Nano Tubes, Carbon Nano Fibers) werden mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) sowohl qualitativ als auch quantitativ charakterisiert. Konventionelle TEM-Techniken sind aufgrund ihrer Auflösungsgrenzen dazu nicht in der Lage. Die Entwicklung neuer Charakterisierungsmethoden auf der Basis von fortschrittlicher Elektronenmikroskopie ist notwendig. Inbesondere bei der Auswertung von Beugungsbildern wurden bereits verschiedene methodische Verbesserungen erreicht.

Ziel unserer Forschungsarbeit ist es, Mechanismen zu identifizieren, die nanoskalige Strukturen stabilisieren und der Vergröberung verlangsamen oder unterdrücken, sowie die teilweise einzigartigen Eigenschaften von Nanomaterialien zu verstehen.

grain size distribution of a nanomaterial

$nano beam diffraction on two nanocrystals$

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