Lehrstuhl Werkstoffwissenschaft

Ausscheidungskinetik der σ-Phase in Abhängigkeit der Korngröße in CrMnFeCoNi Hoch-Entropie Legierungen und ihre Auswirkung auf das mechanische Verhalten: Die Forschung von Aditya Srinivasan Tirunilai konzentriert sich auf die Ausscheidungskinetik von Partikeln der σ-Phasen in einer nicht-äquiatomaren Variante der Cantor-Legierung (Cr-Mn-Fe-Co-Ni). Die σ-Phase hat eine topologisch dicht gepackte Kristallstruktur, die nicht nur in mehreren Hoch-Entropie-Legierungen (HEA), sondern auch in Stählen und Ni-Basis-Superlegierungen vorkommt. Die derzeitige Forschung konzentriert sich auf den Einfluss der Korngröße auf die Ausscheidungskinetik um die Faktoren zu verstehen, die die Partikeleigenschaften beeinflussen. Die Variation dieser Eigenschaften, zum Beispiel des Oberflächenanteil, der Morphologie, der Größe und der Keimbildungsstellen, beeinflussen signifikant das mechanische Verhalten der Legierung.
Das mechanische Verhalten wird daher untersucht, nachdem eine Korrelation zwischen Temperatur, Zeit, Korngröße und Ausscheidungscharakteristiken hergestellt wurde. Mittels Rasterelektronenmikropskopie (REM) werden statistisch relevante Eigenschaften der Ausscheidungen ermittelt. Eine detailliertere Analyse der Grenzfläche zwischen Matrix und Ausscheidungen sowie Untersuchungen der Keimbildung (und Keimwachstum) wird mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Atomsondentomographie (APT) durchgeführt. Das mechanische Verhalten der Legierung wird in Zugversuchen sowohl ex-situ als auch in-situ im REM untersucht. Dies wird nicht nur relevante Informationen über Festigkeit und Duktilität, sondern auch über die Bruchmechanik liefern. Dies ist wichtig, wenn man bedenkt, dass die letztendliche Wirkung der σ-Phase in HEA, entweder positiv (Verfestigung ohne Beeinträchtigung der Duktilität) oder negativ (Versprödung), bisher unklar ist.