Material Materialdesign

Glasschmelze an der BAM. Die Werkstoffdaten werden digital erfasst.

Quelle: BAM

Das Design neuer Materialien mit optimierten Eigenschaften ist der Schlüssel für Lösungen zu aktuellen und aufkommenden globalen Herausforderungen. Die Expertise der BAM reicht hier von Materialien für die Erzeugung und Speicherung erneuerbarer Energien bis hin zu funktionalen Bausteinen hochpräziser Sensoren, von neuen Rohmaterialien für biobasierte Polymere und Nanokomposite bis hin zu neuen Strukturmaterialien für anspruchsvolle Anwendungen. Bei der Synthese setzen wir auf grüne Prozesse und wenden Recycling-by-Design an.

Wir nutzen computergestütztes Design, um ein grundlegendes Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu gewinnen und die Entdeckung neuer Materialien zu beschleunigen. Wir forschen zu Roboterplattformen, die eine automatisierte Materialsynthese und eine KI-gesteuerte Eigenschaftsoptimierung ermöglichen. Mit unserem anwendungsorientierten Ansatz und dem direkten Link zur Charakterisierung ist das Aktivitätsfeld Materialdesign mit allen Themenfeldern der BAM verbunden und bietet kompetente Unterstützung und spezifisches Know-how für die Materialentwicklung.

Schwerpunktthema CCMAT

Wir untersuchen chemisch komplexe Materialien (CCMat) um die chemische Vielfalt von hochkonzentrierten Mehrkomponentenmaterialien zu nutzen, den Einfluss auf die Materialeigenschaften zu bestimmen und daraus Folgen für die Stabilität und Sicherheit sowie Nachhaltigkeit und Umweltauswirkungen von Mehrkomponentenmaterialien zu erfassen.

Grafik zum Bereich CCMAT, bestehend aus den Kernkompetenzen Machhaltigkeit, langfristige Stabilität und Design — Kompetenzfelder des CCMAT an der BAM

Quelle: BAM

Ausgewählte Projekte

GlassAge - Metallic glass ageing and rejuvenation in space

Elastisches Beladen als Methode zur Einstellung von definierten Enthalpiezuständen in einem metallischen Glas

PathAge - The ultrastable state of metallic glasses and its role in the structural pathway of ageing

In-situ-Untersuchung diffusionskontrollierter Phasenbildung und des Kornwachstums in funktionellen Heusler/Perowskit-Materialien

Multi-component defects thermodynamics - Dichte-basierendes thermodynamisches Modell und Open-Source-Software zur quantitativen Beschreibung des Grenzflächen-Phasenverhaltens in Mehrphasen-Mehrkomponenten-Legierungssystemen

Ausgewählte Publikationen

“The Comparison of the Corrosion Behavior of the CrCoNi Medium Entropy Alloy and CrMnFeCoNi High Entropy Alloy”, in: Applied Surface Science, 2022

“Inner relaxations in equiatomic single-phase high-entropy Cantor alloy”, in: Journal of Alloys and Compounds, 2022

“Controlling Lattice Misfit and Creep Rate Through the γ' Cube Shapes in the l10Co25Cr8Fe15Ni36Ti6 Compositionally Complex Alloy with Hf and W Additions”, in: High Entropy Alloys & Materials, 2022

“A Quantum-Chemical Bonding Database for Solid-State Materials”, in: Scientific Data, 2023

“CALPHAD integrated grain boundary co-segregation design: Towards safe high-entropy alloys”, in: Journal of Alloys and Compounds, 2023

Schwerpunktthema MAPz@BAM

Die Material Acceleration Platform der BAM bündelt unsere Automatisierungs-Expertise auf dem Gebiet der Materialwissenschaft und -prüfung. Wir entwickeln modulare Experimentmodule, automatische Prüf- und Auswerteverfahren und setzen künstliche Intelligenz für eine effiziente und autonome Versuchsplanung, - vorhersage und Datenanalyse ein.