Smarte Werkstoffe besitzen Eigenschaften, die sie selbstständig auf sich verändernde Umgebungsbedingungen wie Temperaturschwankungen reagieren und die Form ändern lassen. Dazu gehören Formgedächtnislegierungen. Während die sogenannten Nitinol-Legierungen aus Nickel und Titan bereits intensiv erforscht und oft in der Medizintechnik eingesetzt werden, steht die Werkstofftechnik bei Untersuchungen von Legierungen auf Eisenbasis noch am Anfang. Um diese weiterentwickeln zu können, versuchen die Forschenden die Mechanismen, die in den Werkstoffen ablaufen, zu ergründen. Eisenbasierte Werkstoffe sind nicht nur kostengünstiger und einfacher im Herstellungsprozess, sie besitzen Eigenschaften wie Superelastizität, die sie besonders interessant für die Dämpfung von mechanischen Schwingungen machen. Einsatzgebiete finden sich beim Bau von Brücken und im Hochbau insgesamt.
Ein im Januar 2021 am Institut für Werkstofftechnik mit der Universität Kassel gestartetes Projekt hat genau diese Grundlagenforschung als Aufgabe. Zunächst müssen die Prozesse, die bei der Superelastizität eisenbasierter Formgedächtnislegierungen ablaufen, besser verstanden werden. Dafür nutzt das Team Charakterisierungstechniken wie die Thermographie und die Schallemissionsmessung. Ziel der Forschungen sind eine längere Stabilität sowie eine Ausdehnung des superelastischen Effekts. Mit ersten einsatzrelevanten Ergebnissen wird in etwa 15 Jahren gerechnet.
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Dr. Anja Weidner
weidner [at] ww [dot] tu-freiberg [dot] de
Prof. Dr. Horst Biermann
biermann [at] ww [dot] tu-freiberg [dot] de