Vortrag am 13. Januar 2005 im Collegium Alexandrinum

Nanowerkstoffe

Prof. Dr. Mathias Göken

Institut für Werkstoffwissenschaften

Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffwissenschaften

Universität Erlangen-Nürnberg

Martensstr. 5

91058 Erlangen

Das heutzutage wichtigste Anwendungsfeld der Nanotechnologie ist die Entwicklung neuer Werkstoffe mit nanoskaligen Strukturen, sog. Nanowerkstoffe. Die innere Struktur der Werkstoffe bestimmt dabei entscheidend die vielfältigen Eigenschaften der Werkstoffe. Neue Werkstoffe haben häufig eine extrem feine Mikrostruktur, d.h. sie sind nanokristallin aufgebaut oder als Nanocomposite mit nanoskaligen Bestandteilen verstärkt. Zudem sind moderne Werkstoffe vielfach hierarchisch - d.h. skalenübergreifend – aufgebaut, ähnlich wie wir das inzwischen von biologischen Materialien her kennen.

Ausreichende mechanische Eigenschaften – wie Festigkeit und Verformbarkeit - sind für den Einsatz von Werkstoffen eine unabdingbare Voraussetzung und auch die Festigkeit von Werkstoffen nimmt mit sinkender Strukturgröße deutlich zu, ohne dass die Verformbarkeit abnimmt. Mit neuen Verfahren können solche Nanowerkstoffe inzwischen auch in größeren Mengen hergestellt werden, so dass in Zukunft breitere Anwendungen zu erwarten sind.

Es werden einige Herstellungsverfahren für solche metallischen Werkstoffe vorgestellt, und insbesondere die mechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe betrachtet. Mit rastersondenmikroskopischen Verfahren können die Strukturen heute zuverlässig abgebildet werden und auch die Eigenschaften kleinster Bestandteile können mit Nanoindentierungen lokal untersucht werden.

Stand: 8. Januar 2005