Publikation in „Science Advances“

Unter der Federführung von Dr. Matheus Tunes vom Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie an der Montanuniversität Leoben konnte im Zuge einer lehrstuhlübergreifenden und internationalen Kooperation ein Artikel in „Science Advances“, der Open Access Plattform von Science, publiziert werden.

Die Weiterentwicklung von Materialien, die hohen Belastungen widerstehen, ist von immenser Bedeutung für die Sicherstellung der zukünftigen Energieversorgung. In Fusionskraftwerken sollen beispielsweise Mechanismen, wie sie in der Sonne ablaufen zur Erzeugung von Strom genutzt werden. Aufgrund des enormen Energieeintrags kommt es dabei in vielen Strukturmaterialien zu einem Verlust der ursprünglichen Kristallstruktur. Dieser Prozess wird als Amorphisierung bezeichnet und hat einen negativen Einfluss auf die Materialparameter des verwendeten Systems.

Forscher*innen der Lehrstühle für Nichteisenmetallurgie und funktionale Werkstoffe und Werkstoffsysteme in Kooperation mit Kollegen der Universität Huddersfield untersuchten das Phänomen der Amorphisierung anhand von Cr2AlC-Dünnschichten. Durch komplementären Einsatz von In-situ-Bestrahlungsversuchen, Röntgendiffraktometrie und Transmissionselektronenmikroskopie konnte gezeigt werden, dass nano‑amorphe Zonen in Cr2AlC-Dünnschichten die Bestrahlungstoleranz der eingesetzten Materialien signifikant verbessern, indem weitere Amorphisierung des Materials verhindert wird. Die gewonnenen Erkenntnisse erlauben eine zukünftige Optimierung des Werkstoffdesigns zu höherer Lebensdauer für zukünftige Technologie der Energieversorgung.

Detailinfos zur Publikation:  

M. A. Tunes, M. Imtyazuddin, C. Kainz, S. Pogatscher, V.M. Vishnyakov, Deviating from the pure MAX phase concept: Radiation-tolerant nanostructured dual-phase Cr2AlC, Science Advances 2021; 7: eabf6771
https://advances.sciencemag.org/content/7/13/eabf6771

Weitere Informationen:

Univ.-Prof. Dr. Stefan Pogatscher
Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie – Montanuniversität Leoben
Tel.: +43 3842 402 5228
Mobil: +43 664 2418337
E-Mail: stefan.pogatscher(at)unileoben.ac.at

Dr. Christina Kainz

Dr. Matheus Tunes

Univ.-Prof. Dr. Stefan Pogatscher

Die Aufnahme im Transmissionselektronenmikroskop zeigt, dass auch bei hohen Strahlungsdosen von 40 dpa (also wie oft ein Atom von seinem Kristallgitterplatz verschoben wird bei einer gegebenen Teilchenfluenz) keine signifikante Änderung der kristallinen Struktur des Materials auftritt.