Deutsch Intern
Lehrstuhl für Chemische Technologie der Materialsynthese

AK Staab

Forschungsthemen AK Staab

– Entwicklung einer industrietauglichen kompakten PALS-Anlage mit Fa. AeroLaser

– Gitterbaufehler in kristallinen Festkörpern

– Batteriematerialien: Li-Feststoffbatterien, Na-Batterien

– Nachhaltige Aluminium-Legierungen für den Leichbau

– Physik mit Antimaterie: Positronen-Vernichtung zum Nachweis von Gitterbaufehlern

– Simulatonsrechnung zum besseren Verständnis von Experimenten

Simulationsrechnungen

Simulationsrechnungen zum besseren Verständnis von Experimenten

 

Methodische Weiterentwicklungen der Positronen-Vernichtung

Methodische Weiterentwicklungen der Positronen-Vernichtung

Positronen-Annihilations-Lebensdauer-Spektroskopie (PALS = Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy) stellt ein einmaliges Werkzeug zum zerstörungsfreien Nachweis von Mikrostruktureigenschaften (Gefüge, Korngrößen, Gitterbaufehler wie Ausscheidungen, Versetzungen, Leerstellen) dar.

Jedoch beinhaltet die Datenanalyse Multi-Parameter-Fitting-Routinen, was die Auswertung der Spektren erschwert. So sind qualitativ hochwertige Daten ohne experimentelle Artefakte wesentlich. Dies wird durch eine spezielle, selbst entwickelte Software erreicht.

Unsere eignenen Software-Entwicklungen auf GitHub

 

more details in the ENGLISH VERSION:

Methodological developments for the technique of positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS)

Goal: Positron-annihilation-lifetime-spectroscopy (PALS) provides a powerful technique for non-destructive microstructure investigations in a broad field of material classes. However, the accurate decomposition of lifetime spectra and thus the extraction of the true underlying information from the exponential decays (characteristic lifetime & corresponding intensity) containing the physical meaning of the problem under investigation describes an ill-conditioned problem. Therefore, a quantitative analysis with regard to the studied phenomenon requires the aquisition of high-quality data as an essential prerequisite. 
The data, feasibility studies and works published in the context of this project present several approaches and techniques by experiment and simulations not only on how to achieve the highest level on data accuracy, it should also focus on the identification and evaluation of problems which may occur during the data acquisition and its subsequent treatment.

Source codes related to this topic can be found on github

 

 

Überlagerung einer REM-Aufnahme mit einer Schädigung durch Zerspanung mittels PPMA
Überlagerung einer REM-Aufnahme mit einer Schädigung durch Zerspanung mittels PPMA

Materialermüdung und Schadensvorhersage:

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Silicatforschung in Würzburg und Industriefirmen werden am Lehrstuhl die Zusammenhänge zwischen mechanischer Belastung und Änderungen der Mikro-/Nanostruktur von Materialien untersucht. Bei zyklischer Belastung im elastischen Bereich handelt es sich um sogenannte "Ermüdungsphänomene". Diese treten u. a. beim Betrieb von PKWs, Schienenfahrzeugen und Flugzeugen auf und können zu katastrophalen Schäden führen. Am Lehrstuhl werden zur Aufklärung dieser Phänomene experimentelle Analyseergebnisse (z. B. durch Materialuntersuchungen an einer Positronen-Mikrosonde) durch numerische Simulationsrechnungen verifiziert.

Schlagwörter: Gitterfehlstellen, Positron Probe Micro Analysis (PPMA), Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS), Aluminiumlegierungen, Schweißnähte der Flugzeugaußenhaut, numerische Simulationsrechnung

näheres zu diesem Thema finden Sie hier.

Ansprechpartner: Dr. habil. Torsten Staab