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Prof. Dr.-Ing.
Uwe Glatzel

Tel: 09 21 - 55 -5555
Fax: 09 21 - 55 -5561
E-Mail:   sekretariat.metalle@uni-bayreuth.de 
  www.metalle.uni-bayreuth.de

 

Lehrstuhl Metallische Werkstoffe

Metalle aus der Nähe betrachtet
Der Lehrstuhl unterhält vielfältige Kontakte zu Industrieunternehmen. Ziel ist es, auf Grundlage fundierter experimenteller und theoretischer Erkenntnisse, Prozesstechnologien anwendbar zu machen und die Umsetzung des Wissens in marktfähige Produkte zu erreichen. 
Die größeren zentralen Forschungsthemen des Lehrstuhls Metallische Werkstoffe umfassen:

  • Hochtemperaturlegierungen
  • Leichtmetalllegierungen
  • Lasermaterialbearbeitung (Fügen, Beschichten, Wärmebehandeln)
  • Werkstoffprüfung
  • Modellierung und Simulation
  • Vakuuminduktionsgießen
  • Transmissionselektronenmikroskopie

Für die Bearbeitung der genannten Themen werden folgende Arbeitsmethoden eingesetzt:
Werkstoffprüfung bei unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten und Temperaturen, mit Verformungsgeschwindigkeiten von 10-9 bis 10+2 pro Sekunde und Temperaturbereichen zwischen Raumtemperatur und dem Schmelzpunkt des Metalls.
Probenpräparation und Strukturanalyse mittels Lichtmikroskop, Rasterelektronenmikroskop und Transmissionselektronenmikroskop sowie chemischen Analysen mit hoher Genauigkeit.
Modellbildung und Simulation von Werkstoffgefügen und deren Auswirkungen auf das mechanische Verhalten, wie z. B. die Erzeugung innerer Spannungen bei der Ausbildung des Gefüges.
Mit diesen Forschungsthemen ist der Lehrstuhl Metallische Werkstoffe in zahlreichen Forschungsprojekten beteiligt. Dies beinhaltet unter anderem das Graduiertenkolleg "Stabile und metastabile Mehrphasensysteme bei hohen Anwendungstemperaturen", die bundesweit agierende Forschergruppe "Nickel-Base-Superalloys" mit Standorten in Bochum, Darmstadt, Siegen, Braunschweig und Bayreuth sowie viele bilaterale Kooperationen.
Insofern spannt sich das Spektrum des Lehrstuhls von der reinen Grundlagenforschung über industriebezogene Forschung bis hin zur reinen Industrieforschung mit einer ebenso großen Breite der Themen und Anwendungsbereiche.

Rasterelektronenmikroskopie kombiniert mit Ionenstrahl:
Unter dem Rasterelektronenmikroskop lassen sich feine Strukturen auflösen. Zudem kann man mit einem fokussierten Ionenstrahl auch die Oberfläche eines Werkstoffs gezielt bearbeiten. Das Bild zeigt eine Metalloberfläche, in die mit Hilfe des Ionenstrahls das Logo des Lehrstuhls Metallische Werkstoffe eingraviert wurde. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hätte in dieser Vergrößerung eine Dicke von zwei Metern.

Laserschweißen:
Durch Laserlicht lassen sich Gegenstände gezielt lokal erwärmen. Die am Lehrstuhl verwendeten Laser sind besonders leistungsstark und besitzen eine hohe Energiedichte. Dies ermöglicht das Schweißen von verschiedenen Werkstoffen wie z.B. das SchweißLöten von Aluminium und Stahl.

Werkstoffsimulation:
Computational Thermodynamics ist eine Disziplin, die sich unter anderem mit der Berechnung von Phasendiagrammen befasst. Diese beschreiben den Zustand eines Werkstoffs z.B. in Abhängigkeit von der Konzentration der Elemente und der Temperatur, wie für das Legierungsystem CrPt zu sehen. Die Phasenbildung wird auch durch den Grundzustand der Atome in einem Kristall bestimmt (Bild oben)

Oxidations- und Beschichtungsverhalten von Werkstoffen:
Die Wechselwirkung von metallischen Werkstoffen mit der Umwelt spielt bei industrienahen Anwendungen z.B. im Betrieb von Flugzeugturbinen eine große Rolle. Die rasterelektronenmiroskopische Aufnahme zeigt eine sich gebildete Oxidschicht einer Nickelbasis-Superlegierung. Die einzelnen Phasen innerhalb der Schicht werden durch die einzelnen Farben gekennzeichnet.
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