Mechanische und kinetische Eigenschaften metallischer Gläser mit nanoskaligen Sekundärphasen

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Ziel des Projekts ist die Aufklärung der mechanischen Eigenschaften metallischer Gläser mit nanoskaligen Sekundärphasen. Durch Kombination molekulardynamischer Computersimulationen mit experimentellen Methoden sollen die Auswirkungen nanoskaliger Sekundärphasen auf das makroskopische plastische Materialverhalten, sowie deren Wechselwirkung mit Scherbändern auf atomarer Skala untersucht werden. Als Modellsystem, das experimentell und theoretisch zugänglich ist, dient Cu-Zr, in welches durch Anlassen oder durch Verformung nanokristalline Sekundärphasen mit duktilen Verformungseigenschaften oder nanoskalige amorphe Zweitphasen unterschiedlicher Gestalt und Größe eingebracht werden können. Experimentell sind neben der Charakterisierung gewalzter Proben, in-situ Zugversuche im Elektronenmikroskop und Indentierungsversuche mit nachfolgender post-mortem Analyse der Querschnittsproben mit hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie geplant, die einen direkten Vergleich mit den Ergebnissen der Computersimulation zulassen. Dabei soll insbesondere die Rolle von Relaxationsgrad und Nahordnung für das Verformungsverhalten und die Wechselwirkung von Scherbändern mit Sekundärphasen aufgeklärt werden. Als Modellgeometrie zur Untersuchung der Grenzflächen zwischen Matrix und Sekundärphasen werden Mehrfachschichten untersucht, an denen in Experiment und Simulation Nanoindentationsexperimente durchgeführt werden. Im Schichtsystem werden die Orte der Deformationslokalisierung auffindbar und können so mittels hochauflösender Elektronenmikroskopie analysiert werden.