Struktur und Gefüge von Werkstoffen

Werkstoffe dienen der Herstellung funktionstüchtiger Bauteile. Der innere Aufbau aller Werkstoffe spiegelt deren Herstellung und Zusammensetzung wieder und gibt Auskunft über ihre Alterung im Betrieb des daraus gefertigten Bauteils. Die Herstellung eines Bauteils hat bereits großen Einfluss auf seine Zuverlässigkeit. Ihre Beurteilung erfordert die Kenntnis über die Bearbeitbarkeit des Materials und die Folgen der Bearbeitung. Auch die geometrische und chemische Charakterisierung von technischen Oberflächen ist wesentlich für die Beurteilung eines Bauteils.

Veränderungen des Werkstoffs im Einsatz können neben rein mechanischen Schäden wie Anrissen und Kriechporen auch chemische Veränderungen durch Diffusion von außen in das Gefüge oder Reaktionen mit dem umgebenden Medium an der Oberfläche sein. Jede Veränderung des Aufbaus des Werkstoffs und seiner Oberfläche verändert dessen Eigenschaften und verändert sein Verhalten und seine Lebensdauer im Betrieb. Die Umgebungstemperatur, die mechanische Belastung und das Umgebungsmedium wirken bei der Veränderung der Werkstoffe gemeinsam.

Sowohl die Qualität des Werkstoffs als auch die Veränderung des Werkstoffs in der Anwendung sind Gegenstand der Untersuchungen und Forschungsarbeiten mit verschiedenen Methoden und Techniken. Metalle und Keramiken werden allein oder kombiniert in Schichtsystemen, Werkstoffverbunden und Verbundwerkstoffen eingesetzt. Diese Werkstoffklassen werden von der Fachgruppe V.1 untersucht. Die Veränderung des Werkstoffs findet auf allen Skalen statt, weshalb es notwendig werden kann, von der makroskopischen Betrachtung mit dem unbewaffneten Auge, dem Lichtmikroskop und der Röntgenografie und letztendlich mit dem Transmissions-Elektronenmikroskop bis in die Nanowelt vorzustoßen, um ein genaues Bild der den Werkstoff und die Funktion des Bauteils verändernden Mechanismen zu erhalten. Hierzu werden wissenschaftliche Arbeiten durchgeführt, aus denen die Kompetenz für die Entwicklung neuer Verfahren, gutachterliche Stellungnahmen und industrielle Kooperationen gewonnen wird.

Schematischer Aufbau der Fachgruppe V.1

Die Fachgruppe V.1 befasst sich mit dem Aufbau klassischer und neuer Konstruktionswerkstoffe im metallischen und im keramischen Bereich. Die Methoden umfassen die klassische Materialographie und Röntgenographie, aber auch hochspezialisierte Methoden wie die Transmissions-Elektronenmikroskopie und die Phasenanalyse mit Hilfe von Elektronenbeugung. Diese und weitere Methoden werden für die folgenden Kompetenzbereiche verwendet:

Kompetenzbereiche

• Quantitative Materialographie
• Phasenanalytik
• Elektronenmikroskopie
• Konstitution und Thermodynamik
• Technische Werkstoffe

Technische Ausstattung

• Prüfeinrichtungen
• Prüfverfahren und -methoden

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