Angewandte Werkstoffmechanik und Festkörperwandler

Gruppe

Genaue Kenntnisse über das Verhalten funktioneller Werkstoffe auf der Mikro- und Bauteilskala sind sowohl für die Entwicklung neuer Materialien als auch für die Konstruktion optimaler Systeme unerlässlich. Die systematische Erarbeitung dieser Kenntnisse und deren Überführung in die am Fraunhofer IKTS vorhandene Wertschöpfungskette sind das Ziel der Gruppe »Angewandte Werkstoffmechanik« im Forschungsfeld »Intelligente Mikrosysteme« Dieses für das Fraunhofer IKTS neue Arbeitsgebiet wird im Rahmen des Fraunhofer-internen Attract-Programms in dem Projekt »Werkstoffmechanik der Funktionskeramiken« gefördert. Grundlage der Angewandten Werkstoffmechanik bilden die experimentelle Charakterisierung und modellhafte Beschreibung funktioneller Werkstoffe ausgehend von deren Struktur auf der Domänen- und Kornskala bis hin zu deren Verhalten auf der Bauteilebene. Die Angewandte Werkstoffmechanik liefert durch das Einbeziehen kontinuumstheoretischer Betrachtungen neue Entwicklungsansätze für Funktionswerkstoffe und funktionelle Systeme. Darüber hinaus behandelt die Arbeitsgruppe »Angewandte Werkstoffmechanik« die klassischen Themen der Technischen und Angewandten Mechanik von Spannungs- und Deformationsanalysen von Bauteilen unter statischen, harmonischen oder transienten Lasten über Festigkeitsbewertungen bis hin zu bruchmechanischen Untersuchungen.

 

Arbeitsgebiete

 

  • Entwicklung leistungsstarker, bleifreier Ferroelektrika
  • Untersuchung der Auswirkung von kristallographischen Eigenschaften und Gefügeeigenschaften auf Materialverhalten, Strukturanalyse, Charakterisierung makroskopischer Materialeigenschaften
  • Mikroelektromechanische und makroskopisch phänomenologische Modellierung von Funktionskeramiken von der Domänenskala bis zur Bauteilskala

  • Geometrisch möglicher richtungsabhängiger Beitrag zur makroskopischen remanenten Dehnung eines rein tetragonalen (a) und eines gemischt rhomboedrisch-tetragonalen Korns (b) einer weichen PZT-Keramik nahe der morphotropen Phasengrenze.

Forschung aktuell

Modellierung von Sinterprozessen

Forschung aktuell

Modellbasierter Entwurf von schnellschaltenden Festkörperventilaktoren