16.07.2018

Die Einführung von neuen Werkstoffen und von Multimaterialmix sowie die Verschiedenartigkeit der Einsatz- und Nutzungsbedingungen daraus hergestellter Komponenten führt dazu, dass die Degradationsmechanismen und die Schädigung insbesondere unter gekoppelten Beanspruchungen nicht ausreichend erforscht sind. Beispiele dafür sind Rissbildung unter Hochtemperaturbeanspruchung und mehrachsiger dynamischer mechanischer Beanspruchung oder Ermüdungsbeanspruchung in korrosiven Medien. Einerseits fehlen hier z.T. Kennwerte, andererseits hat man sich in der Forschung häufig auf die Mechanismen lediglich einer Beanspruchungsart konzentriert.

Das Aktivitätsfeld Degradationsmechanismen und Schädigung von Werkstoffen und Materialien umfasst daher Mechanismen der zeit- bzw. temperaturabhängigen Änderung von ursprünglich vorliegenden Eigenschaften (Degradation) aufgrund von thermischer, physikalischer und/oder chemischer Alterung und insbesondere deren Kombination. Diese kann (ebenso wie nicht alterungsbedingte mechanische, biologische und/oder tribologische Beanspruchung) zu Materialschädigung in Form von z.B. Ermüdung, Korrosion, Verschleiß, Kriechen, Zersetzung führen und u.U. im Ausfall von Systemen, Strukturen und Komponenten resultieren. In diesem Aktivitätsfeld liegt der Fokus auf Metallen, Keramiken, Polymeren und deren Verbunden.

Das Aktivitätsfeld baute auf bereits laufende Forschungsaktivitäten in der BAM auf, die jedoch überwiegend nur einzelne Aspekte der Degradation und Schädigung betrachteten, so dass hier in neuen Projekten komplexere Szenarien mit höherem Praxisbezug untersucht werden.

Vertiefend werden aktuell die folgenden Themen bearbeitet:

  • Degradationsmechanismen unter gekoppelten (multiskaligen) Beanspruchungen - Ingenieur-Werkstoffe unter Praxisbedingungen wie z. B. mechanische (auch kombiniert statisch-zyklisch), korrosive-, tribologische-, biologische-,…., Temperaturbeanspruchung, inkl. Ermittlung von Kennwerten
  • Entwicklung von geeigneten Modellierungs- und Simulationsverfahren zur Beschreibung des Verhaltens unter gekoppelter Beanspruchung und von zeitabhängigen Prozessen
  • Entwicklung geeigneter kombinierter elektrochemischer, analytischer und mikroskopischer Methoden zur Untersuchung der Mechanismen