Jump to navigation

Logo RUB
  • Corona-Infos
  • Studium
  • Forschung
  • Transfer
  • News
  • Über uns
  • Einrichtungen
 
MENÜ
  • RUB-STARTSEITE
  • News
  • Wissenschaft
  • Studium
  • Transfer
  • Leute
  • Hochschulpolitik
  • Kultur und Freizeit
  • Vermischtes
  • Servicemeldungen
  • Serien
  • Dossiers
  • Bildergalerien
  • Presseinformationen
    • Abonnieren
  • RUB in den Medien
    • Abonnieren
  • Rubens
    • Printarchiv
  • Rubin
    • Abonnieren
    • Printarchiv
  • Archiv
  • English
  • Redaktion
  • Serviceangebote
    • Für RUB-Mitglieder
    • Für Pressevertreter
    • Sonstige Services
    • Social Media
  • Aktionen

Newsportal - Ruhr-Universität Bochum

Labor
Blick in die Anlage der Atomprobentomografie
© RUB, Marquard
Materialwissenschaft

Was im Stahl für Ordnung sorgt

Ein komplexes energetisches Wechselspiel treibt Kohlenstoffatome in Metallen an ihre Plätze.

Kohlenstoffatome spielen für die Festigkeit von Stahl eine wichtige Rolle. Doch auch in Stählen, die schon seit Jahrzehnten im Einsatz sind, war das kollektive Verhalten dieser Atome bisher nicht vollständig verstanden. Eine gemeinsame Arbeit an der RUB und dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung hat Licht ins Dunkel gebracht: Das Wechselspiel zwischen den Kohlenstoffatomen, den durch sie verursachten Verzerrungen des Kristallgitters und den Gitterbaufehlern im Stahl ist für die energetischen Vorlieben der einzelnen Kohlenstoffatome entscheidend. Mit diesem Verständnis lässt sich die Herstellung von hochfesten Werkstoffen genauer steuern. Darüber berichtet die Zeitschrift Nature Materials am 4. Mai 2020.

Die wichtigsten Bestandteile von Stahl sind die Elemente Eisen und Kohlenstoff. Entscheidend für die Festigkeit dieses Materials ist aber nicht in erster Linie das Mischungsverhältnis, sondern die Verteilung der Kohlenstoffatome. Nehmen sie nach der Stahlherstellung eine bestimmte Ordnung ein, sprechen die Experten von Martensit.

Eigentlich wäre noch genug Platz für Kohlenstoffatome

Die Details der Bildung dieser Struktur gaben der Forschung allerdings jahrzehntelang Rätsel auf: Bis zu einer bestimmten Konzentration von Kohlenstoff sammeln sich die Kohlenstoffatome aus energetischen Gründen an Grenzflächen und Defekten im Gitter der Eisenatome an. Steigt die Kohlenstoffkonzentration über einen bestimmten Wert, findet sich der Überschuss der Kohlenstoffatome nicht mehr an solchen Defekten, obwohl dort eigentlich noch genug Platz wäre. Vielmehr verteilen sich die C-Atome ab dieser Konzentration auf eine bestimmte, geordnete Weise im Kristallgitter. „Dabei ist der Abstand der Kohlenstoffatome im Gitter eigentlich viel zu groß, um eine solche Ordnung chemisch zu begründen“, so Dr. Jutta Rogal vom Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation Icams der RUB.

Warum das so ist, hat das interdisziplinäre Team durch eine Kombination von theoretischen Berechnungen und Experimenten herausgefunden. Zwei Aspekte sind dafür von Bedeutung: Für das Kippen zwischen der Ansammlung von Kohlenstoffatomen an Defekten hin zu einem geordneten Aufsuchen bestimmter Plätze im Metallgitter sorgen stark anharmonische Verzerrungen der Gittermatrix in bestimmte kristallographische Richtungen. Will man also die Prozesse der Werkstoffherstellung steuern, muss man diese Grundlagen in ihren komplexen Zusammenhängen kennen.

Angeklickt
  • Ausführliche Presseinformation
Veröffentlicht
Dienstag
12. Mai 2020
09.21 Uhr
Von
Meike Drießen (md)
Share
Teilen

Materialwissenschaft

Das gezielte Design von Werkstoffen mit bislang ungenutzten Eigenschaften soll neue Anwendungen möglich machen.

Mehr aus dem Dossier
Das könnte Sie auch interessieren
Blick in die Anlage
Materialforschung

Künstliche Intelligenz findet das optimale Werkstoffrezept

Forscher im Labor
Wie die Natur

CO2 mithilfe von Nanopartikeln in Rohstoffe umwandeln

Zwei Forscher
Elektrochemie

Schnelles Screening für potenzielle neue Katalysatoren

Derzeit beliebt
Drei Personen auf dem Campus.
Projekt

Gemeinsam im Forschen wachsen

Person vor einem Computer mit Lernmaterialien
Mechanismus entschlüsselt

Lernen und Gedächtnis mit Willenskraft verbessern

Sebastian Weber, Inhaber Lehrstuhl Werkstofftechnik
Materialwissenschaft

Neue metallische Werkstoffe

 
Mehr Wissenschaft
Ressort
 
Zur Startseite
News
  • A-Z
  • N
  • K
Logo RUB
Impressum | Kontakt
Ruhr-Universität Bochum
Universitätsstraße 150
44801 Bochum

Datenschutz
Barrierefreiheit
Impressum
Schnellzugriff
Service und Themen
Anreise und Lagepläne
Hilfe im Notfall
Stellenangebote
Social Media
Facebook
Twitter
YouTube
Instagram
Seitenanfang y Kontrast N
Impressum | Kontakt