• Frau Nebahat Bulut, M.Sc.
• Dienstag, 16. Dezember 2025, 14:00 Uhr
• Hörsaal Gellert-Bau, GEL-0001, Leipziger Straße 23, EG

The material properties of intermetallic compounds are investigated in this doctoral study, documenting their unique combination of characteristics that are typically found in both metallic and ceramic substances. These intermetallic compounds, well-regarded for their dual nature possessing both metallic and ceramic attributes, exhibit a range of bonding types, including metallic, covalent, and ionic bonds. They present highly attractive features such as their resilience at elevated temperatures, noteworthy resistance to corrosion, and their generally lightweight nature, rendering them particularly useful for various industrial applications. This investigation applies the principles of computational physics and quantum mechanical modeling to analyze the properties of crystalline structures. The study places particular emphasis on the β- and δ-phases observed in iron-containing aluminum-silicon alloys, and extends to thermoelectric materials suc as PbCuSbS₃, FeAsS, and PbS, as well as transition metal diborides. These materials are explored for their mechanical, electrical, thermoelectric, and spectroscopic properties. Through the application of computational physics and quantum mechanical methodologies, this research investigates the complex atomic configurations present within these compounds, facilitating a more comprehensive understanding of their characteristics by employing density functional theory. The findings underscore the immense potential for designing intermetallics suited for high-performance applications, highlighting their significant roles in the fields of catalysis, aerospace, and energy production. With thorough analysis, this work advances the understanding of intermetallic compounds, providing valuable insights into the extensive array of their characteristics and functional capabilities within industrial applications.

• Herr Dipl.-Ing. Martin Otto
• Donnerstag, 18. Dezember 2025, 13:30 Uhr
• Hörsaal Metallkunde, MET-2065, Haus Metallkunde, Gustav-Zeuner-Straße 5, 2. OG

Biodegradierbare Eisenbasiswerkstoffe gelten als vielversprechende Kandidaten für vaskuläre Stents. In dieser Arbeit wurden die vier austenitischen Stähle Fe-30Mn-1,0C und Fe-15Mn-1,0C/-0,8C/-0,6C (Massenanteile / %) entwickelt, über eine Warmschmiederoute prozessiert und hinsichtlich ihres Gefüges, mechanischen Eigenschaftsprofils und in vitro Degradationsverhaltens untersucht. Es wurde gezeigt, dass insbesondere Fe-15Mn-0,8C aufgrund intensivierter zwillingsinduzierter Plastizität ein vorteilhaftes Eigenschaftsprofil als Gefäßimplantatwerkstoff aufweist. Eine eigens entwickelte hydrodynamische Messmethodik ermöglichte den Nachweis, dass die Strömungsbedingungen und die Elektrolyt- im Vergleich zur Legierungszusammensetzung einen stärkeren Einfluss auf das in vitro Degradationsverhalten ausüben. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden schematische Degradationsmodelle für Fe-Mn-C-Stähle erstellt. Die Arbeit bietet somit neue methodische Ansätze zur realitäts-näheren in vitro Prüfung und bildet die Grundlage für weiterführende in vivo Studien.

• Frau Dipl.-Ing. Pia Nitzsche
• Freitag, 19. Dezember 2025, 08:30 Uhr
• Hörsaal Metallkunde, MET-2065, Haus Metallkunde, Gustav-Zeuner-Straße 5, 2. OG

In dieser Arbeit lag der Fokus auf der Untersuchung und dem Vergleich des Ermüdungsverhaltens eines experimentellen metastabilen austenitischen Stahls und eines kommerziellen austenitischen Stahls im ungekerbten und im gekerbten Zustand. Zunächst wurde der experimentelle Stahl sowohl im grobkörnigen Ausgangszustand als auch in zwei feinkörnigen Zuständen, die jeweils über eine Umformroute mit anschließendem Reversion Annealing hergestellt wurden, charakterisiert. In allen drei Zuständen zeigte sich eine starke zyklische Verfestigung, die auf die martensitische Umwandlung zurückzuführen war. Bei der Kerbeinbringung wurden gespante und umgeformte Kerben hergestellt. Für die Berechnung der Kerbspannungen sowie der Kerbdehnungen wurden zwei analytische Berechnungsmethoden angewandt. Dabei erfolgte eine Erweiterung der Kerbberechnung unter Berücksichtigung der Materialverfestigung und des Eigenspannungszustands bei den umgeformten Kerben. Die größere Ermüdungsfestigkeit besaßen bei beiden Stählen die Proben mit den umgeformten Kerben. Ursachen waren die Kaltverfestigung und die vorhandenen Druckeigenspannungen in der Nähe der Oberfläche der umgeformten Kerben. Beim metastabilen austenitischen Stahl ergab sich zudem eine martensitische Phasenumwandlung, die einen positiven Effekt besaß. Die Ermüdungsproben mit den gespanten Kerben zeigten im LCF-Bereich vorrangig beim metastabilen austenitischen Stahl eine gute Übereinstimmung mit den ungekerbten Ermüdungsproben und benötigten aufgrund dessen keine Anpassung der Kerbberechnung. Die Ermüdungsproben mit den umgeformten Kerben besaßen eine längere Restlebensdauer nach einer vorhandenen Schädigung als die Ermüdungsproben mit den gespanten Kerben.

• Herr Dr. rer. nat. Friedrich Roth
• Freitag, 19. Dezember 2025

• Hörsaal Gellert-Bau, GEL-0001, Leipziger Straße 23, EG

  14:00 Uhr - Probevorlesung zum Thema:
  "Inelastic light and neutron scattering"

  15:00 Uhr - Wissenschaftlicher Vortrag zum Thema:
  "In-situ femto-to-picosecond time resolved X-ray photoelectron spectroscopy studies of charge carrier dynamics"

• Herr Magued Galal Mohamed Abdoul-Wahab, M.Sc.
• Dienstag, 6. Januar 2026, 14:00 Uhr
• Seminarraum FOR-0241r, Haus Formgebung, Bernhard-von-Cotta-Straße 4, EG

Geothermal heat flow (GHF) is essential for constraining lithospheric thermal structure and assessing geothermal resources, yet sparse and uneven measurements limit reliable mapping. This thesis develops a machine learning framework that integrates diverse predictors with explicit uncertainty quantification and interpretability. A case study in Africa applies Random Forest regression to scarce GHF data, successfully reconstructing major tectonic features and highlighting the role of predictor choice and training data distribution. In Germany, denser datasets enable Quantile Regression Forests coupled with Bayesian inversion to generate high-resolution probabilistic GHF estimates with spatially varying prediction intervals. Finally, a clustering-based Mixture-of-Experts framework partitions input features into coherent subsets, where specialized models capture regime-specific drivers and disentangle aleatoric from epistemic uncertainty.

• Herr Dipl.-Ing. Johannes Müller
• Montag, 12. Januar 2026, 14:00 Uhr
• Hörsaal Maschinenbau, WEI-1051, Julius-Weisbach-Bau, Lampadiusstraße 4, 1. OG

Kalisalze dienen als zentraler Rohstoff für Düngemittel und weitere Produkte. Ein Kernprozess zur Aufbereitung von Kalisalzen ist die Kompaktier-Granulierung, welche aus den Makroprozessen Pressagglomeration mit Walzenpressen, Zerkleinerung, Klassieren und Mischen besteht. In diesem Prozess ist die Optimierung hinsichtlich des Produktdurchsatzes und der Energieeffizienz von hoher Relevanz. Störzustände wie materialbedingte Anhaftungen („Aufschmelzungen“) an den Walzenoberflächen beeinträchtigen die Anlagenverfügbarkeit und -leistung. In dieser Arbeit wurden diese Anhaftungen kleintechnisch, halbtechnisch und im industriellen Maßstab untersucht. Wesentliche Einflussgrößen sind Pressdruck, Temperatur, Materialmischung und der Zustand der Walzenoberfläche. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen wurde mittels einer KI-gestützten Signifikanzanalyse eine Regelstrategie entwickelt, die erfolgreich in einer Industrieanlage zur Reduktion der Anhaftungen eingesetzt wird und in einem Patent festgehalten wurde.

• Herr Korbinian Heimler, M.Sc.
• Donnerstag, 15. Januar 2026, 14:30 Uhr
• Raum LES-1001 (Aula), Lessingstraße 45, 1. OG

Die Charakterisierung dreidimensionaler Elementverteilungen gewinnt in zahlreichen Disziplinen zunehmend an Relevanz. Die konfokale Mikro-Röntgenfluoreszenzspektroskopie hebt sich durch ihre Fähigkeit zur tiefensensitiven, zerstörungsfreien Elementanalyse hervor. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Aufbau und die Funktionsweise eines kommerziellen µRFA-Spektrometers vorgestellt, welches infolge gerätetechnischer Modifikationen Analysen in konfokaler Messgeometrie ermöglicht. Es wurden erfolgreich ortsaufgelöste Messprogramme etabliert, Kalibrierungs-Routinen zur analytischen Qualitätssicherung implementiert, charakteristische Spektrometer-Parameter bestimmt und Strategien zur Auswertung konfokaler Datensätze vorgestellt. Die vielversprechende Praxistauglichkeit und Leistungsfähigkeit des Tischspektrometers zur orts- sowie tiefenaufgelösten Elementanalyse konnte anhand von Probensystemen aus interdisziplinären Anwendungsfeldern, wie der Referenzmaterialentwicklung, Archäometrie sowie den Bio-, Geo- und Baustoffwissenschaften, aufgezeigt werden.

• Frau Carolin Schneider, M.Sc.
• Freitag, 16. Januar 2026, 10:00 Uhr

• online

  Für die Öffentlichkeit wird die Verteidigung via Livestream übertragen!

Zur dreidimensionalen Simulation von transient-elektromagnetischen Messungen (TEM) am Vulkan wird ein mehrteiliges Computerprogramm (Workflow) entwickelt, das vektorwertige finite Elemente auf unstrukturierten Tetraedergittern mit dem impliziten Euler- und einem Krylow-Unterraum-Verfahren kombiniert. Vorgestellt werden dabei u. a. ein neuer Magnetfeldansatz im Zeitbereich sowie ein direktes Verfahren zur adaptiven Gitterverfeinerung (AMR), das auf sog. hängenden Kanten basiert und deren linear abhängige Freiheitsgrade interpoliert. Nach Validierung aller Programmbausteine in mehreren numerischen Experimenten werden Feldmessungen auf dem Vulkan Stromboli simuliert. Die durch AMR-basierte Konvergenzstudien verifizierten Ergebnisse deuten darauf hin, dass der magmatische Schlot mithilfe von TEM abgebildet werden kann, wenn Sender und Empfänger in der Gipfelregion positioniert werden. Insgesamt zeigt sich der vorgestellte Workflow als zuverlässiges und vielseitiges Werkzeug zur Planung zukünftiger Feldmessungen in komplexen geologischen Verhältnissen.

• Herr Dipl.-Ing. Marco Böcker
• Freitag, 23. Januar 2026, 14:00 Uhr
• Hörsaal Metallkunde, MET-2065, Haus Metallkunde, Gustav-Zeuner-Straße 5, 2. OG

In dieser Arbeit wurde ein experimentelles Verfahren zur Ermittlung des planar-biaxialen Hochtemperatur-Ermüdungsverhaltens der Nickelbasis-Superlegierung IN718 erfolgreich angewendet. Hierzu wurden erstmals systematisch planar-biaxiale LCF- und TMF-Versuche in einem Temperaturbereich von 400°C bis 630°C an zwei Chargen durchgeführt und durch einachsige Versuche ergänzt. Zusätzlich wurden Warmzugversuche sowie Mikrostrukturuntersuchungen durchgeführt. Das Deformationsverhalten zeigte eine ausgeprägte zyklische Entfestigung, verstärkt bei höheren Temperaturen und Beanspruchungsamplituden. Die zyklischen Spannungs-Dehnungs-Kurven wurden durch den Ramberg-Osgood-Ansatz beschrieben. Die Lebensdauer unter einachsiger Beanspruchung wurde mittels Manson-Coffin- und Basquin-Beziehungen modelliert, wobei je nach Temperatur und Versuchsart unterschiedliche Parametersätze verwendet wurden. Für TMF-Versuche zeigte sich eine Lebensdauerkreuzung zwischen In-Phase (IP)- und Out-of-Phase (OP)-Beanspruchung in Abhängigkeit der mechanischen Dehnungsamplitude. Ein deutlicher Einfluss des Biaxialitätsverhältnisses auf die Lebensdauer wurde in proportionalen Versuchen nachgewiesen und mit einem modifizierten Vergleichsdehnungsansatz nach Itoh et al. abgebildet. Nicht-proportionale Versuche zeigten eine beschleunigte Schädigungsentwicklung. Mikroskopisch wurden Rissinitiationen an oxidierten Primärcarbiden nahe der Oberfläche festgestellt. Das Risswachstumsverhalten war abhängig von der Temperatur und dem Beanspruchungsmodus: Bei 400 °C dominierten transkristalline, bei 630 °C interkristalline Risspfade. Unter IP trat überwiegend interkristallines, unter OP transkristallines Wachstum auf. Ferner konnte die temperatur- und beanspruchungsabhängige Bildung von δ-Phase nachgewiesen werden – auch unter LCF-Beanspruchung bei 400 °C.

• Herr Christian Ludt, M.Sc.
• Freitag, 30. Januar 2026, 14:00 Uhr
• Hörsaal Gellert-Bau, GEL-0001, Leipziger Straße 23, EG

Die elektronische Struktur bestimmt wesentliche Materialeigenschaften und lässt sich gezielt modifizieren. Verfahren wie Dotierungen, Defekt-Engineering oder die Variation von Druck und Temperatur sind etabliert. Ein vertieftes Verständnis dieser Struktur treibt technologische Entwicklungen maßgeblich voran. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen für die ausgewählten Beispiele funktioneller Oxide (SrTiO₃, BaTiO₃, LiTaO₃, LiNbO₃ & TeO₂), wie spezifische Defekte und Stapelfehler die Elektronenbeweglichkeit und den Bandlückencharakter beeinflussen, wie ferroelektrische Phasenübergänge mittels AIMD auf atomischer Skala umfassend beschrieben werden können, wie kombinierte ab-initio- und experimentelle Methoden zur Bestimmung der pyroelektrischen Koeffizienten eingesetzt werden können und wie akustische stehende Wellen lokale Eigenschaftsmodifikationen in kristallinen Materialien hervorrufen können. Die detaillierte Beschreibung der zu Grunde liegenden physikalischen Kopplungsphänomene stärkt das Materialverständnis und zeigt Wege zu neuen Anwendungen auf.