Charakterisierung und Funktionalisierung von Werkstoffen und Bauteilen
Das makroskopisch beobachtbare Materialverhalten der meisten Werkstoffe wird durch die jeweilige spezifische Mikrostruktur bestimmt. Die mikrostrukturellen Besonderheiten bilden sich in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen, aber auch für verschiedene Materialzusammensetzungen charakteristisch aus und sind daher produktions- und materialspezifisch zu erfassen. Demzufolge sind geeignete Untersuchungsmethoden zu entwickeln, um die mikrostrukturellen Charakteristika zu ermitteln, die Auswirkungen auf die Eigenschaften des Gesamtsystems besitzen. Aus den dadurch gewonnenen Ergebnisse könnten Erkenntnisse für ein mikrostrukturbasiertes Materialdesign gewonnen werden, die in eine anwendungsgerechte Funktionalisierung von Werkstoffen und Bauteilen münden können.
Forschung
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Konzeptionierung innovativer experimenteller Methoden für die Charakterisierung des elastischen und viskoelastischen Verhaltens von Bindemittelsystemen unter Berücksichtigung von variablen Umgebungsbedingungen
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Analyse der mechanischen und thermo-mechanischen Eigenschaften von Materialien, darunter mineralische und polymere Baustoffe und Keramiken
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Mikromechanische Charakterisierung des Zug- und Ermüdungsverhaltens von additiv gefertigten Produkten
Abbildung: Mittels des WAAM-Verfahrens additiv hergestellte Metallwand (links); Mikrostrukturelle Inhomogenitäten in einer additiv hergestellten Materialprobe (rechts)
Abbildung: Mikrozugversuch unter in-situ Beobachtung im Rasterelektronenmikroskop
Ausstattung und Messtechnik
- Hochlast-Dynamisch-Mechanische-Analyse (DMA) mit Hygromator und Ofen (Gabo Eplexor 500, Netzsch Gerätebau GmbH)
Abbildung: Hochlast-DMA-System (Netzsch) (links); Prinzip der dynamisch-mechanischen Analyse (rechts)
- Rotationsrheometer (KinexusLab+, Netzsch Gerätebau GmbH)
Abbildung: Rheometer (links); Messung einer Probe in Platte-Platte-Konfiguration (rechts)
- Dielektrischer Analyser (DEA 288, Netzsch Gerätebau GmbH)
- T. Schulz, F. Schwartz, M. Ganß, L. Göbel, H.-W. Zier, T. Grützner, H. Dreuse, S. Nowak, R. Wagner, M. Krüger, C. Könke: Hochlast-Dynamisch-Mechanische Analyse - eine Methode zur Untersuchung von Bindemittelsystemen für Baustoffe?, Thüringer Werkstofftag 2021 (Poster)
- L. Göbel, C. Rohde, T. Schulz, H.-W. Zier, A. Osburg, M. Ganß: Charakterisierung von funktionalisierten Bindemittelsystemen mittels der Hochlast-Dynamisch-Mechanischen Analyse, 5. Tagung Nutzerorientierte Bausanierung, 09./10.03.2022, Weimar (2017)
Projekte
Fördermittelgeber/in
Freistaat Thüringen aus Landesmitteln des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Richtlinie zur Förderung der Forschung (FOR-Richtlinie)
Projektträger/in
Thüringer Aufbaubank
Projektleiter/in
Dr.-Ing. Luise Göbel
Partner/innen
Laufzeit
Jan 2020 - Jun 2022
Kurzfassung
Die Zusammensetzungen von Bindemittelsystemen in Baustoffen werden immer komplexer, um den steigenden Anforderungen hinsichtlich der Dauerhaftigkeit und Funktionalität gerecht zu werden. Für die Erforschung der mechanischen Eigenschaften dieser funktionalisierten Bindemittel in Abhängigkeit von Zusammensetzung, Temperatur und Feuchte sind effiziente Untersuchungsmethoden erforderlich. Ziel des Vorhabens ist der Aufbau eines Labors, dessen Grundbausteine dynamisch-mechanische Messsysteme sind.
Für die Erstellung von Prognosemodellen werden damit wichtige Materialparameter generiert.
Wir forschen in den Anwendungsfeldern
Unser Dienstleistungsworkflow
Wir sehen uns als Enabler zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung mit anwendungsorientierten Forschungsschwerpunkten.
