Kurzbeschreibung
"Das Konzept der High Entropy Alloys (HEAs), bei denen mehr als 4 Elemente zu annähernd gleichen Teilen zusammenlegiert werden und idealerweise trotzdem eine simple Kristallstruktur ohne intermetallische Phasen ausbilden, hat in den letzten 10 Jahren eine Reihe von hochperformanten Legierungen hervorgebracht. Diese übertreffen den Stand der Technologie sowohl bzgl. absoluter erreichbarer Festigkeiten, sondern vor allem auch bzgl der erreichbaren Festigkeit relativ zum theoretischen Limit. Während moderne Legierungen aller Klassen üblicherweise bei deutlich unter 10% des theoretischen Absolutwertes technisch etabliert sind, können HEAs bis zu 25% ihrer theoretischen Festigkeit realisieren." " Gleichzeitig deuten Forschungsergebnisse darauf hin, dass HEAs hinsichtlich Ihrer Toleranz gegenüber metallischer Verunreinigungen eine Steigerung um eine Größenordnung gegenüber kommerziellen Legierungen erreichen können. Dies würde bedeuten, dass EOLAbfälle wieder zu hochperformanten Werkstoffen umgesetzt werden können und damit ein massives Upcycling erfahren. Langfristig können die europäische und österreichische Wirtschaft damit eine deutlich reduzierte Abhängigkeit von Primärmetallen, welche fast ausschließlich außerhalb Europas erschlossen werden, erreichen. Wiewohl die Forschung an HEAs bzw." "allgemeiner MPEAs (Multi Principial Element Alloys) weltweit kontinuierlich intensiviert wird, gilt dies nicht für MPEAs, die vorrangig Leichtmetalle als verwenden und damit den Bereich niedriger Dichten (Rho < 6,0g/cm³) erschließen. Dies liegt vor allem an den komplexen atomaren Bindungszuständen von Leichtmetallen. Für die zukünftige Mobilität ist die bewegte Masse der entscheidende Faktor für die erreichbare Energieeffizienz. Für die Umsetzung nachhaltiger Mobilitätsszenarien bedarf es metallischer Werkstoffe, die ihre spezifischen Limits weit über den heutigen Stand hinaus ausreizen, um die notwendigen Gewichts- und CO2-Einsparungen realisieren zu können." " Um im Bereich niedrig dichter MPEAs Fortschritte erzielen zu können und langfristig eine Vorhersagbarkeit solch komplexer Legierungen etablieren zu können, bedarf es intensiver Forschungsanstrengungen an der Schnittstelle zwischen nano- (d.h. atomaren) und mikrokopischen (d.h. metallurgischen) Vorgängen. Das Projekt PL2N A vereint beide Skalen sowohl mittels simulativer als auch experimenteller Methoden: Die kombinierte Verwendung von atomistischer ab-initio DFT-Simulation mit sog. Cluster Expansion (CE) und Monte Carlo-Simluation erschließt die Evolution von solchen Legierungen von der Interaktion einzelner Atome bis zum temperaturabhängigen Verhalten von massiven Metallen auf makroskopischer Ebene." "Durch Sputtering von MPEADünnschichten, können Legierungsbibliothekens hergestellt werden und die tatsächliche Stabilität der Phasen untersucht werden. Der Abgleich dieser Ergebnisse mit denen der Simulationsmethoden erlaubt eine Weiterentwicklung bestehender Modelle in den Bereich niedrig dichter MPEAs."