Verformung und Versagen amorpher Materialien

Amorphe, anorganische Materialien können extrem hohe Festigkeiten aufweisen, leiden aber in der Regel unter sehr begrenzter Bruchzähigkeit. In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach ultrastarken, schadensresistenten Gläsern gestiegen. Eine signifikante Erhöhung der Zähigkeit für neue glasartige Materialien wird jedoch nur mit einem neuen Maß an konzeptionellem Verständnis der zugrundeliegenden Verformungsmechanismen und ihrer Beziehung zur lokalen Struktur und Netzwerktopologie möglich sein.

Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, den Einfluss der Topologie auf die mechanischen Eigenschaften von Silikat- und Metallgläsern auf atomarem Maßstab zu untersuchen. Dazu kombinieren wir experimentelle Untersuchungen auf Makroskala mit in-situ-nanomechanischen Tests im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) und atomistischen Computersimulationen. Das Projekt ist Teil des Schwerpunktprogramms „Topological Engineering of Ultra-strong Glasses“ (SPP 1594) der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG.

Zugehörige Veröffentlichungen:

  • M. Mačković, F. Niekiel, L. Wondraczek, E. Bitzek, E. Spiecker [2016], „In situ mechanical quenching of nanoscale silica spheres in the transmission electron microscope“, Scripta Materialia 121, 70-74 Link to article
  • J. Luo, J. Wang, E. Bitzek, J. Y. Huang,H. Zheng, L. Tong, Q. Yang, J. Li, S.X. Mao [2016], „Size-Dependent Brittle-to-Ductile Transition in Silica Glass Nanofibers“, Nano Letters 16, 105-113 Link to article