Editorial des Leiters des DGM-Fachausschusses Materialographie Prof. Dr. Markus Rettenmayr

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1 Editorial Editorial des Leiters des DGM-Fachausschusses Materialographie Prof. Dr. Markus Rettenmayr Liebe DGM-Mitglieder, liebe Kolleginnen und Kollegen, vor etwa 50 Jahren wurde noch diskutiert, ob es eine eigenständige Deutsche Gesellschaft für Metallographie geben soll. Letztendlich fanden die Materialographinnen und Materialographen dann ihre Heimat in der DGM. Dort sind sie eine besonders aktive Community : Sie arbeiten in einem Fachausschuss und zahlreichen Arbeitskreisen an konkreten Fragestellungen und führen eine mittlerweile jährlich stattfindende Metallographie- Tagung durch. Materialographie Metalle, Keramik, Polymere Vom 19. bis 21. September 2012 kamen wieder rund 300 überwiegend deutsche Teilnehmer in Rostock zusammen und informierten sich bei der 46. Metallographie-Tagung über moderne Entwicklungen in der Materialographie. Sie pflegten den Austausch mit Kolleginnen und Kollegen und hatten zudem Einblick in neue Forschungsgebiete. Thematisch lag der Schwerpunkt dieses Jahr auf der Schadensanalyse. Vertieft wurden beispielsweise Schäden an stationären Turbinen, an Fortbewegungsmitteln wie Kraftfahrzeugen, Zügen und Flugzeugen. Da die Tagung dieses Jahr in der Hansestadt Rostock stattfand, wurden auch die Schäden an Schiffspropellern und anderen Bauteilen in der Schiffsbetriebstechnik berücksichtigt. Metallographie-Tagung 2012: Austauschen, Feiern, Ehren Besondere Leistungen in der Metallographie können mit einem motivierend breiten Spektrum an Auszeichnungen honoriert werden. Mit dem alle zwei Jahre vergebenen Roland- Mitsche-Preis wurde Prof. Gerhard Schneider von der Hochschule Aalen für seine fach - lichen Beiträge und sein Engagement für die Materialographie honoriert. Weiterhin wurden die drei besten Beiträge der Praktischen Metallographie im Jahr 2011 mit dem Buehler-Preis und drei Poster der laufenden Tagung mit dem Struers-Preis ausgezeichnet. Den Best-Poster-Award gewann Mark Kappertz vom Forschungszentrum Jülich mit einem Poster zum Thema Vergleich verschiedener Präparationsroutinen am Beispiel einer pharmagespritzten Spinellschicht. Einer der Höhepunkte der Metallographie- Tagung ist der Gesellschaftsabend, der wie bei kaum einer anderen Veranstaltung Zuspruch findet und regelmäßig nur durch Abbruch der Veranstaltung durch das Personal des Festraumes zum Ende kommt. Trotz des späten lebhaften Einsatzes der Teilnehmer in Gesprächen und auch auf der Tanzfläche war der Hörsaal am nächsten Morgen von Anfang an wieder gut gefüllt. Es standen interessante Vorträge auf dem Programm, etwa die Übersicht über den Schwingbruch als Rache der leblosen Materie am Ingenieur oder die Vorstellung vom Stand des Wissens und den Trends bei Gefäßstents, die an der Universität Rostock und an umliegenden Instituten und Firmen intensiv beforscht werden. Der fachliche Teil der Tagung endete mit einem Erfahrungsbericht über den SCHUMANN, dem grundlegenden Fachbuch in der Materialographie, und dessen Hintergründe und Entwicklungen über die verschiedenen Auflagen. Der weite Heimweg, den die Teilnehmer aus dem Süden Deutschlands auf sich nahmen, wird ihnen im nächsten Jahr fairerweise deutlich verkürzt wird die 47. Metallographietagung vom 18. bis 20. September 2013 dann in Friedrichshafen stattfinden. Die Fotos der Tagung können Sie sich in unserer Bildergalerie ansehen: fotos/ Markus Rettenmayr Friedrich-Schiller-Universität Jena Editorial Seite 1 DGM-Tag 2012: Eine starke Gemeinschaft blickt nach vorn Seite 2 Großer Andrang auf der dritten MSE in Darmstadt! Seite 5 MatWerk-Experten aus Wissenschaft und Industrie diskutierten über die Energiewende Seite 7 DGM-Arbeitskreis Mechanisches Werkstoffverhalten bei hoher Temperatur Seite 8 Kick-off Meeting zur Gründung eines neuen DGM-Fachausschusses Werkstoffe der Energietechnik Seite 8 Die junge DGM Seite 10 Nachrichten Seite 13 Veranstaltungen Seite 17 Fachausschüsse Seite 19 Geburtstage Seite 20 EDITORIAL 1

2 DGM-TAG 2012: EINE STARKE GEMEINSCHAFT BLICKT NACH VORN DGM-Tag 2012: Eine starke Gemeinschaft blickt nach vorn Der DGM-Tag 2012: Eine starke Gemeinschaft blickt nach vorn Teilnehmer des DGM-Tag 2012 im Staatsarchiv Darmstadt Im Vorfeld der internationalen Tagung MateDach der DGM zusammen. 38 der Fach- und rials Science & Engineering (MSE 2012) fand Arbeitskreisleiter trafen sich im Rahmen der am 24. September 2012 in Darmstadt der Klausur, um sich über ihre Arbeit und die DGM-Tag statt. Besonderes Highlight war in weitere Organisation auszutauschen. Prof. diesem Jahr neben der Preisverleihung und Dr. Michael Hoffmann vom Karlsruher InstiErnennung der Ehrenmitglieder der Vortrag tut für Technologie (KIT) eröffnete die Sitvon Prof. Dr. Ernst Pernicka zur Himmelszung als Leiter des Fachausschussgremiums. scheibe von Nebra. Am Beispiel des Fachausschusses BiomateWas hat die DGM seit der letzten Mitgliederrialien unter Leitung von Prof. Dr. Klaus versammlung bewegt? Jandt wurde ein mobiles RollWelchen HerausforderunBanner vorgestellt, auf dem die gen muss sich die GesellArbeit des Fachausschusses vorschaft und das Fachgebiet gestellt wird. Diese Plakate lässt Materialwissenschaft und die DGM nun nach und nach in Werkstofftechnik fortan Abstimmung mit den Leitern für stellen? Um diese und viele alle Fachausschüsse anfertigen. andere Themen drehten Das Banner steht den Leitern zur sich die Klausuren der Verfügung, um für ihren AusDGM-Gremien Beraterschuss zu werben. Weitere Thekreis, Ausbildungsausmen waren die Quervernetzung schuss und Fachausschusund Internationalisierung der sleiter, aber auch die MitFachausschüsse. Klemens JoaProf. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Christ gliederversammlung am von der Universität Siegen wurde in chim, Vorstandsreferent der Nachmittag. Der DGM-Tag der Mitgliederversammlung zum DGM, regte etwa an, dass thevorsitzenden der DGM für die ist eine Veranstaltung für Amtsperiode gewählt. menähnliche Fachausschüsse die Deutsche Gesellschaft zukünftig zusammen oder paralfür Materialkunde e.v. und ihre Mitglieder, lel tagen. So könnte die interdisziplinäre Verbei der die Weichen für die weitere strateginetzung weiter vorangetrieben werden. Als sche Entwicklung gestellt und die bisherigen Beispiel für eine internationalere Ausrichtung Leistungen gewürdigt werden. der Fachausschüsse stellte Prof. Werner Fachausschüsse und Arbeitskreise Skrotzki die Vernetzung seines Fachausunterstützen schusses Texturen mit den ausländischen Über 26 Fachausschüsse, GemeinschaftsausPartnern vor. Zur Diskussion stand außerschüsse und mehr als 60 Arbeitskreise mit dem ein neuer Preis, der für besonderes rund 3000 Experten aus Wissenschaft und ehrenamtliches Engagement innerhalb der Industrie finden sich mittlerweile unter dem DGM jährlich vergeben werden soll. 2 Regionalvertretungen der JungDGM planen Wie soll die JungDGM organisiert werden? Welche Aufgabe hat der Ausbildungsausschuss künftig? Mögliche Antworten auf diese Fragen wurden auf der Sitzung des Ausbildungsausschusses diskutiert. Erst zum zweiten Mal traf sich dieses Gremium im Rahmen des DGM-Tags. Prof. Dr. Alexander Hartmaier von der Ruhr-Universität Bochum und Leiter des Ausbildungsausschusses leitete die Sitzung. Die Gründung einer ersten Regionalvertretung der JungDGM steht kurz bevor. Michael Becker, Student an der Universität des Saarlandes, präsentierte in diesem Kreis das Konzept für eine solche Regionalgruppe. Themen waren auch das Nachwuchsforum, das im Mai in Köln von der DGM veranstaltet wurde, sowie die Ergebnisse einer Umfrage zur JungDGM. Der Ausbildungsausschuss kümmert sich um die Belange und optimale Vernetzung des DGMNachwuchses. Das Profil schärfen Parallel setzte sich der Beraterkreis zusammen und diskutierte die Entwicklung der DGM. Aufgabe der 17 Berater ist es, Aktivitäten der Gesellschaft zu prüfen und zu initiieren. Damit die DGM weltweit präsenter wird, schlägt der Beraterkreis verschiedene Maßnahmen wie etwa einen internationalen Preis vor. Auch könnte künftig in das Expertenkomitee der MSE Know-how aus dem Ausland eingebunden werden. Würdige Preisträger finden Am Vormittag des DGM-Tags kam auch das Preiskuratorium I zusammen und entschied über die Heyn-Denkmünze, die DGM-Ehrenmitgliedschaft, den DGM-Preis und die Tamman-Gedenkmünze. Die Mitglieder einbeziehen Die Mitgliederversammlung, Preisverleihung sowie der Gesellschaftsabend fanden im stilvollen Ambiente des Staatsarchivs statt. Der Vortrag von Prof. Dr. Ernst Pernicka zur Himmelsscheibe von Nebra leitete die Mitgliederversammlung ein. Der renommierte Archäometallurge führte die Teilnehmer anhand der berühmten Bronzeplatte mit Goldblechapplikationen zu den Ursprüngen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik zurück. Im Anschluss wählten die DGM-

3 DGM-Tag 2012: Eine starke Gemeinschaft blickt nach vorn Prof. Dr. Alexander Hartmaier von der Ruhr-Universität Bochum und Leiter des DGM-Ausbildungsausschusses während der Klausursitzung Prof. Dr. Mücklich und seine Mitarbeiter mit der Skulptur DGM-Netzwerker von der Künstlerin Stefanie Welk 3 DGM-TAG 2012: EINE STARKE GEMEINSCHAF T BLICKT NACH VORN Dr. Michael Hoffmann vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eröffnete die Sitzung als Leiter des Fachausschussgremiums. Mitglieder Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Christ der Universität Siegen zum neuen Vorsitzenden. Er löst zum 1. Januar 2013 Dr. Ulrich Hartmann der Wieland-Werke AG aus Ulm ab. Prof. Christ hat 13 Jahre lang den Arbeitskreis Materialermüdung geleitet. Dr. Ulrich Hartmann wird zusammen mit Dr. Jörg Esslinger der MTU Aero Engines GmbH für die nächsten beiden Jahre als stellvertretender Vorsitzender im Vorstand sein. Die zweite Amtszeit von Annette Lukas von Heraeus Materials Technology wurde bestätigt. Prof. Dr. Alexander Hartmaier der Ruhr-Universität Bochum, Prof. Dr.-Ing. Martin Heilmaier vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie Prof. Dr.-Ing. Eckhard Quandt der Christian-Albrechts-Universität Kiel sind neue Beisitzer und lösen damit Prof. Dr.-Ing. Frank Mücklich der Universität des Saarlandes, Prof. Dr.-Ing. Birgit Skrotzki der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und Prof. Dr. Jürgen Rödel der Technischen Universität Darmstadt ab. Prof. Dr.-Ing. Frank Mücklich stellte den Antrag für ein DGM-Regionalforum in Saarbrücken, der von der Mitgliederversammlung angenommen wurde. Zugleich bekam Prof. Mücklich zusammen mit seinen Mitarbeitern dafür die Skulptur DGM-Netzwerker überreicht. Im Anschluss präsentierte Michael Becker, Student der Universität des Saarlandes, den Mitgliedern das Konzept für die erste Regionalvertretung der JungDGM. Dr.-Ing. Frank O.R. Fischer, Geschäftsführendes Vorstandsmitglied der DGM, ließ die Aktivitäten der Gesellschaft Revue passieren. Des Weiteren berichteten der Leiter der Fachausschüsse, des Ausbildungsausschusses und des Beraterkreises über ihre Sitzungsergebnisse. Preise verleihen Dr. Ulrich Hartmann und Prof. Martin Heilmaier, die Vorsitzenden des Preiskuratoriums I und II, verliehen im festlichen Rahmen die DGM-Auszeichnungen. Den Masing-Gedächtnispreis erhielt dieses Jahr Dr. Christian Motz von der Universität des Saarlandes. Damit erkennt die DGM seine innovativen experimentellen und theoretischen Arbeiten zur Mikromechanik metallischer Werkstoffe an. Dr. sc. nat. (ETHZ) Thomas F. Keller der Friedrich-Schiller-Universität Jena bekam den Georg-Sachs-Preis des Stifterverbandes Metalle und des Fachverbands der Metallindustrie Österreich für sei-

4 DGM-TAG 2012: EINE STARKE GEMEINSCHAFT BLICKT NACH VORN DGM-Tag 2012: Eine starke Gemeinschaft blickt nach vorn Der Gesellschaftsabend fand im feierlichen Rahmen des Festsaals im Staatsarchiv in Darmstadt statt. ne Arbeiten zur Steuerung der Orientierung von Biomolekülen an nanostrukturierten Polyethylenoberflächen. Außerdem wurden dieses Jahr vier Nachwuchspreise verliehen. Die Preisträger sind Dipl.-Ing. Verena Maier von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Dipl.-Ing. Stefan Martin von der Technischen Universität Bergakademie Freiberg, Dr. rer. nat. Martina Schmid sowie Dr.-Ing. Melanie Timpel vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Die Kandidaten haben sich damit hervorgehoben, dass sie an Themen aus der Forschung auf dem Gebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik arbeiten und überdurchschnittliche Leistungen erbracht haben. Prof. Dr.-Ing. Horst Hahn des Karlsruher Instituts für Technologie wurde mit der Heyn-Denkmünze für seine bemerkenswerte Breite und Vielfalt der Beiträge zum Fortschritt der Materialwissenschaft sowie seine hervorragende Forscherpersönlichkeit geehrt. Der DGM-Preis ging an Prof. Dr.-Ing. habil. Horst Biermann. Damit honoriert die DGM einen engagierten Wissenschaftler von hohem Rang und internationalem Ansehen in der Mitte seines wissenschaftlichen Wirkens. Prof. Dr. Ralf Riedel erhielt die Tammann-Gedenkmünze für seine grundlegenden Arbeiten zur Entwicklung bisher unbe- kannter neuer keramischer Phasen und Werkstoffe sowie deren Umsetzung in die industrielle Praxis. Mitglieder achten und ehren Nach einem Sektempfang kamen die Mitglieder zum Gesellschaftsabend im Festsaal des Staatsarchivs zusammen. In diesem feierlichen Rahmen wurden drei Ehrenmitglieder ernannt. So zeichnet die DGM 2012 die Verdienste von Dr. Frank Heinricht der Heraeus Holding GmbH mit der Ehrenmitgliedschaft aus. In Anerkennung der großen Leistungen um die Entwicklung neuer werkstoffwissenschaftlicher Konzepte verlieh die DGM die Ehrenmitgliedschaft an Prof. Dr. rer. nat. Dietrich Munz des Karlsruher Instituts für Technologie. Außerdem wurde Prof. Dr.-Ing. habil. Hartmut Worch der Technischen Universität Ehrenmitglied. Nach vorne blicken Der nächste DGM-Tag wird schon geplant. Er wird vom 22. bis 23. Mai 2013 in Bochum stattfinden. Frank O. R. Fischer, Geschäftsführendes Vorstandsmitglied der DGM, hofft auf eine ebenso rege Teilnahme wie dieses Jahr: Wir danken den vielen ehrenamtlichen Mitwirkenden, die sich in der DGM so stark machen. Sie nehmen eine Schlüsselrolle ein. Nur mit Ihnen kann unsere Gemeinschaft weiter nach vorne blicken. Geschäftsführendes Vorstandsmitglied Dr.-Ing. Frank O.R. Fischer mit den Vorsitzenden der DGM der Jahre V.l.n.r.: Prof. Dr. Winfried Huppmann, Prof. Dr. Günter Gottstein, Dr. Frank Heinricht, Dr.-Ing. Frank O.R. Fischer, Prof. Dr. Wolfgang Kaysser, Dr.-Ing. Ulrich Hartmann, Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Christ 4

5 Großer Andrang auf der dritten MSE in Darmstadt! Großer Andrang auf der dritten MSE in Darmstadt! Trendthemen: Energiewende, Rohstoff- und Energieeffizienz, Innovationen für Erneuerbare Energien Wie trägt die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik zur Energiewende bei? Welche Innovationen bereiten den Weg zu weniger CO2-Emissionen? Welche neuen Entwicklungen gibt es bei den Materialien und Werkstoffen? Antworten gab vom 25. bis 27. September die internationale Tagung Materials Science and Engineering (MSE), die von der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e. V. (DGM) in Darmstadt veranstaltet wurde. Schwerpunkte waren dieses Jahr die Nachhaltigkeit von Rohstoffen sowie Werkstoffinnovationen für den Umstieg auf erneuerbare Energien. In 10 Parallelen bot der Kongress über 1000 Beiträge aus 47 Nationen. Insgesamt mehr als 1250 Teilnehmer nahmen an 7 Plenar-, 44 Keynote- und 27 Highlight- Vorträgen teil. Seit der Einführung des Kongresses 2008 stieg damit die Besucherzahl erneut an. Wir freuen uns, dass sich die MSE als die internationale Tagung der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik durchgesetzt hat, sagte Dr.-Ing. Frank O.R. Fischer, Geschäftsführendes Vorstandsmitglied der DGM am Rande der Tagung. Die MSE entwickelt sich immer mehr zum Treffpunkt für Nachwuchsforscher und etablierte Wissenschaftler aus aller Welt. Professor Dr. Jürgen Rödel von der Technischen Universität Darmstadt eröffnete die Konferenz, Professor Dr. Matthias Kleiner, Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), hielt das Grußwort. Neu war 2012, dass erstmals ein Gastland seinen materialwissenschaftlichen und werkstofftechnischen Forschungsstand in einem eigenen Symposium präsentierte. Damit manifestieren die DGM und ihr australisches Pendant, Materials Australia, ihre Kooperation. Auch in Zukunft sollen Gastländer auf der MSE mit einbezogen werden, erläuterte Frank O.R. Fischer. Beliebt beim deutschen Publikum waren die interessanten Side Events wie eine prominent besetzte Podiumsdiskussion sowie ein Karriereworkshop für junge Wissenschaftler. Dieses Jahr wurde die MSE von einer Ausstellung begleitet, auf der sich die internationalen Firmen Heraeus, LOT-Oriel, Metatech, Maney Publishing, Wiley VCH sowie Sigma-Aldrich präsentierten. Das Han- Prof. Dr.-Ing. Matthias Kleiner, Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft und Prof. Dr. Jürgen Rödel von der TU Dartmstadt begrüßen die Teilnehmer der diesjährigen MSE auer Edelmetall- und Technologieunternehmen Heraeus trat darüber hinaus auch als Sponsor der MSE 2012 auf. Energiewende: Rohstoffe effizienter recyclen und neue Materialien entwickeln Die Energiewende ist kein allein deutsches Projekt, sagte Prof. Matthias Kleiner in seinem Grußwort. Die Energiefrage betrifft die gesamte internationale Gemeinschaft. Der Präsident der DFG stellte die Bedeutung von Innovationen der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik für die Energiewende heraus und betonte die Notwendigkeit eines internationalen Forums wie das der MSE. Ein effektiver Austausch zwischen der Grundlagenforschung und ihrer weltweiten Anwendung ist der Schlüssel zum Erfolg, so Kleiner. Dr. Julian Allwood von der Universität Cambridge setzte sich in seinem Plenarvortrag bereits konkret mit nachhaltigeren Materialien und deren sinnvollen Einsatz auseinander. Er forderte die Wissenschaftler dazu auf, die klassischen Werkstoffe wie Stahl und Aluminium weiter zu erforschen. Die Lösung läge auch darin, Materialien effizienter zu recyclen, die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern und das Gewicht etwa von Autos zu reduzieren. Weiter ausgeführt wurde die Thematik im Anschluss in einer von der DFG und DGM initiierten Podiumsdiskussion. Die Energiewende stellt nicht nur eine politische, sondern auch eine technische Herausforderung dar, sagte Prof. Matthias Kleiner und erfasste damit das Thema der kontroversen Diskussionsrunde. Wie lässt sich die Energiewende materialwissenschaftlich und werkstofftechnisch bewältigen? Welche politischen Voraussetzungen müssen dafür geschaffen sein? Teilnehmer aus Wissenschaft und Industrie diskutierten mit Prof. Christoph Leyens der Technischen Universität über ihre Standpunkte. Sorgen bereiten der Industrie etwa die Energieversorgungssicherheit sowie wettbewerbsfähige Energiepreise. Dr.-Ing. Ulrich Hartmann, Vorsitzender der DGM und Vorstandsmitglied der Wieland-Werke AG, sah zudem den kurzen Umsetzungszeitraum kritisch: Es darf bei der Terminierung der Energiewende nicht außer Acht gelassen werden, dass die Erforschung neuer Materialien und Werkstoffe lange Entwicklungszyklen hat. Auf dem anschließenden Side Event des acatech Themennetzwerks Materialwissenschaft und Werkstofftechnik wurden die Herausforderungen einer erfolgreichen Energiewende durch Impulsvorträge weiter vertieft. Forscher aus Wissenschaft und Industrie referierten etwa über Kraftwerke in Zeiten der Energiewende, über Entwicklungschancen metallischer Materialien, High Performance GROßER ANDRANG AUF DER DRITTEN MSE IN DARMSTADT! 5

6 GROßER ANDRANG AUF DER DRITTEN MSE IN DARMSTADT! Großer Andrang auf der dritten MSE in Darmstadt! Werkstoffe für die Geothermie, Elektrokatalysatoren für Brennstoffzellen und neue Materialien in der Photovoltaik. Am zweiten Kongresstag präsentierten Akteure aus Wissenschaft und Industrie auf dem Side Event des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ihren derzeitigen Erkenntnisstand zum Förderschwerpunkt Fügetechnologien und ihre Funktion für den Einsatz von Multimaterialsystemen und Leichtbauweisen. Weitere Highlights: MSE-Party, GottsteinSymposium, Nachwuchs-Karriereworkshop und Poster Award Gleich am ersten Abend lud die DGM die MSE-Teilnehmer zu einer Party, auf der sich Besucher und Referenten in entspannter Atmosphäre kennenlernen konnten. Die beiden Soulsänger Waymond Harding und Smiley Garfield boten einen Musikmix, der die Nachwuchswissenschaftler und etablierte Forscher gleichermaßen zum Tanzen anregte. Ein weiteres Highlight war dieses Jahr das Ehrensymposium zu den wichtigsten Forschungsfeldern des ehemaligen DGM-Vorsitzenden Prof. Dr. Günter Gottstein von der Rheinisch-Westfaelischen Technischen Hochschule Aachen. Auf dem Nachwuchskarriereworkshop wurden über 100 junge Wissenschaftler umfassend zu Karrieremöglichkeiten informiert und beraten. Ob der Berufsweg über das Ausland führen soll, in der Industrie oder in der Wissenschaft angestrebt wird erfahrene, namhafte Persönlichkeiten ließen die jungen Kollegen in Vorträgen und Plenardiskussionen an ihrem Wissen teilhaben. Am letzten Kongresstag freuten sich drei Nachwuchswissenschaftler über den Posterpreis, der von Wiley-VCH mit Buchgutscheinen gesponsert und verliehen wurde. Von über 400 ausgestellten Postern kamen 26 in die engere Auswahl. Das beste Poster präsentierte Marek Prajer von der Technischen Universität Delft (Niederlande) zu funktionalen Werkstoffen mit dem Titel Self-healing of polymer matrices with liquid-compartment fibres. Den zweiten und dritten Platz belegten Ralf Webler (Universität Erlangen-Nürnberg) und Dr. Zaklina Burghard (Universität Stuttgart). Prof. Dr.-Ing. Christina Berger, acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, eröffnet das MSE SideEvent Werkstofftechnische Herausforderungen der Energiewirtschaft Die beiden Soulsänger Waymond Harding und Smiley Garfield boten bei der MSE Party einen Musikmix, der die Teilnehmer begeisterte Weitere Fotos finden Sie auch in unserer Bildergalerie: mse-congress/fotos1/ Die Gewinner der diesjährigen Posterpreise v.l.n.r.: Marek Prajer (Technischen Universität Delft, Niederlande), Ralf Webler (Universität Erlangen-Nürnberg) und Dr. Zaklina Burghard (Universität Stuttgart) 6

7 MatWerk-Experten aus Wissenschaft und Industrie diskutierten über die Energiewende Rohstoffe effizienter nutzen, neue Materialien entwickeln Die Teilnehmer der Podiumsdiskussion (v.l.n.r.): Prof. Dr.-Ing. Jürgen Hirsch, Hydro Aluminium Rolled Products GmbH, Bonn; Dr. Julian Allwood, University of Cambrigde, UK; Prof. Dr.-Ing. Matthias Kleiner, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn; Prof. Dr.-Ing. Detlef Löhe, Karlsruher Institut für Technologie; Prof. Dr. Christoph Leyens (Moderation), Technische Universität ; Dr.-Ing. Ulrich Hartmann, Wieland-Werke AG, Ulm; Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH; Dr. Johannes Lambertz, RWE Power AG, Essen; Prof. Dr.-Ing. Alexander Michaelis, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, ; Prof. Dr. Wolfram Jägermann, Technische Universität Darmstadt Schwerpunktthema des diesjährigen internationalen Kongresses Materials Science & Engineering (MSE) und seinen Side Events war die Energiewende und ihre Anforderungen an die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e. V. (DGM) veranstalteten hierzu im Rahmen der MSE am 25. September in Darmstadt eine Podiumsdiskussion. Experten aus Wissenschaft und Industrie diskutierten mit Prof. Dr.-Ing. Christoph Leyens der Technischen Universität und Prof. Dr.-Ing. Matthias Kleiner, Präsident der DFG, über ihre Standpunkte. Die Energiewende stellt nicht nur eine politische, sondern auch eine technische Heraus- forderung dar, sagte Prof. Matthias Kleiner der DFG und erfasste damit das Thema der kontroversen Diskussionsrunde. Dr. Julian Allwood der Universität Cambridge verwies darauf, dass es nicht nur darum ginge neue Materialien zu entwickeln; auch das Potenzial herkömmlicher Roh- und Werkstoffe müsste ausgeschöpft werden. Gerade in der Stahl- und Aluminiumindustrie gelte es neue Einsparpotenziale ausfindig zu machen. Prof. Dr.-Ing. Jürgen Hirsch von Hydro Aluminium Rolled Products schloss sich an und forderte: Wir dürfen die konventionelle Werkstoffwissenschaft nicht vernachlässigen. Industrieunternehmen werden wieder mehr darauf zurückgreifen, da viele neue Materialien große Kosten und einen zu hohen Energieaufwand verursachen. Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla verwies auf die Forschungserfolge des Helmholtz-Zentrums Berlin. Sie würden bereits über einen langen Zeitraum neue Materialien erforschen und hätten damit die Effizienz von Solarzellen verbessert. Letztendlich muss die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik versuchen sowohl die Nachhaltigkeit der klassischen Materialien zu verbessern als auch neue zu entwickeln, sagte Prof. Dr. Wolfram Jägermann vom Fachbereich Materialwissenschaft der Technischen Universität Darmstadt. Dr.-Ing. Ulrich Hartmann, Vorsitzender der DGM und Vorstandsmitglied der Wieland-Werke, sah vielmehr den kurzen Umsetzungszeitraum der Energiewende kritisch: Es darf nicht außer Acht gelassen werden, dass die Erforschung neuer Materialien und Werkstoffe lange Entwicklungszyklen hat. Sorgen mache sich die Industrie auch, ob ihnen künftig ausreichender und günstiger Strom zur Verfügung stehe. Früher standen die Produktionskosten im Fokus, heute die Sicherheit der Energieversorgung, sagte Hartmann. Dr. Johannes Lambertz, Vorstandsvorsitzender der RWE Power AG, ergänzte: Wir müssen die Energiewende schaffen. Energie muss künftig CO2-ärmer bereitgestellt werden. Aber die Energiekosten dürfen dabei den Wettbewerb nicht verzerren. 7 MATWERK-EXPERTEN DISKUTIERTEN ÜBER DIE ENERGIEWENDE MatWerk-Experten aus Wissenschaft und Industrie diskutierten über die Energiewende

8 Aus den DGM-Fachausschüssen und -Arbeitskreisen AUS DEN DGM-FACHAUSSCHÜSSEN UND -ARBEITSKREISEN DGM-Arbeitskreis Mechanisches Werkstoffverhalten bei hoher Temperatur Auf Einladung der Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung (BAM) traf sich am 21. September 2012 der Arbeitskreis (AK) Mechanisches Verhalten bei hoher Temperatur in Berlin. Der AK gehört zum Fachausschuss Werkstoffverhalten unter mechanischer Beanspruchung und trifft sich einmal pro Jahr im Herbst an wechselnden Orten. Thematisch befasst er sich mit dem mechanischen Verhalten von Werkstoffen, die für Bauteile bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um metallische Hochtemperaturwerkstoffe wie warmfeste Stähle und Gusseisen, Nickel- und Cobalt-Basislegierungen, aber auch um hochschmelzende Legierungen, Intermetallische Legierungen, Edelmetall - legierungen, Verbundwerkstoffe oder Schutzschichten. Die betrachtete Hochtemperaturverformung umfasst Prozesse wie etwa Kriechen, Relaxation, zyklische Verformung (LCF, HCF), thermomechanische Ermüdung (TMF) und kombinierte Belastungen. Die Teilnehmer tauschen sich fachlich etwa über die mechanische Charakterisierung und die Weiterentwicklung der dafür erforderlichen Prüftechnik aus. Aber auch der Einfluss der Mikrostruktur auf das mechanische Verhalten, die Gefügestabilität, Hochtemperaturkorrosion, das Verhalten sowie die Entwicklung von Schädigungen, die Modellierung mikrostruktureller Änderungen und ihr Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften sind Themen des Arbeitskreises. Es werden sowohl experimentelle Untersuchungen als auch theoretische Ansätze zur modellbasierten Beschreibung des mechanischen Verhaltens sowie der Lebensdauervorhersage angesprochen. Auf den eintägigen Sitzungen haben die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Gelegenheit, ihre Erfahrungen aus akademischen und industriellen Arbeitsgruppen zu teilen. Hier werden auch schon mal Tipps zur Verbesserung der Prüftechnik oder Lösung von Problemen weitergegeben. Der aktive Kreis der Teilnehmer gehört zum akademischen Nachwuchs. So werden die Vorträge zu einem großen Teil von Doktorandinnen und Doktoranden beigesteuert. Zum Abschluss des Treffens kann in der Regel das gastgebende Institut oder Unternehmen besichtigt werden. Die nächste Sitzung wird voraussichtlich Ende September/Anfang Oktober 2013 auf Einladung der Siemens AG in Mülheim/Ruhr stattfinden. Wer sich angesprochen fühlt und noch nicht Mitglied des Arbeitskreises ist, kann sich gerne mit der Leiterin des Arbeitskreises in Verbindung setzen. Weitere Informationen: Prof. Dr.-Ing. Birgit Skrotzki Bundesanstalt für Materialforschung und prüfung, Berlin birgit.skrotzki@bam.de Die Teilnehmer des Treffens am in Berlin Kick-off Meeting zur Gründung eines neuen DGM-Fachausschusses Werkstoffe der Energietechnik Am 11. Oktober 2012 fand ein Kick-off Meeting zur Gründung des FA Werkstoffe der Energietechnik an der TU Ilmenau statt. Hierzu eingeladen hatte Prof. Peter Schaaf vom Institut für Werkstofftechnik der TU Ilmenau zusammen mit der DGM. Energiewandlung, Energietransport und Energiespeicherung sind eine der anspruchsvollsten technologischen Herausforderungen unserer Gesellschaft, denen wir uns derzeit stellen müssen. Eine nachhaltige, sichere und ressourcenschonende Energieversorgung wird sich nur durch die Entwicklung entsprechender Werkstoffe und Funktionsmaterialien gewährleisten lassen. Hier soll ein Fachausschuss der DGM die Aktivitäten der Werkstoff-Fachleute in diesem und angrenzenden Bereichen bündeln. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie soll auf dem Gebiet der Materialien und Werkstoffe der Energietech- 8

9 Aus den DGM-Fachausschüssen und -Arbeitskreisen menspektrums ergaben sich zahlreiche Anknüpfungspunkte unter den Teilnehmern. Das breite Spektrum erschwert aber auch die Bildung einzelner Arbeitskreise, wo mehrere Möglichkeiten intensiv diskutiert wurden. Vorerst sollen sich mögliche Arbeitskreise des Fachausschusses auf folgende Themen konzentrieren: Energiegewinnung, Energiespeicherung, Energietransport und nutzung. Ob eine andere oder zusätzliche Einteilung hinsichtlich der Energieträger sinnvoll und notwendig ist, soll in weiteren Sitzungen erörtert werden. Einigkeit konnte sehr schnell über die Ziele des Fachausschusses erzielt werden. Neben dem Erfahrungsaustausch und der Bündelung der Werkstoffforschung auf dem Gebiet der Energietechnik, wurden auch die Abstimmung zu Nachwuchsförderung und Fortbildung auf dem Gebiet der Werkstoffe der Energietechnik, die Netzwerkbildung, die Stärkung der Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie und das Initiieren von übergreifenden Forschungs- und Entwicklungsvorhaben genannt. Alle Teilnehmer bekundeten ihre Bereitschaft und ihr großes Interesse aktiv im Fachaus- schuss mitzuwirken. Im Nachgang zur Sitzung sind noch viele weitere Anmeldungen zur Mitarbeit im Fachausschuss eingegangen. Zum Abschluss nahmen einige Teilnehmer das Angebot für Laborbesichtigungen wahr und zeigten sich von der Führung durch das das Zentrum für Mikro- und Nanotechnologie, die Materialanalytik, das Batterielabor und das Hochspannungs- und Schaltlabor der TU Ilmenau sehr beeindruckt. Die nächste Sitzung des Fachausschusses wurde auf den 18. und 19. März 2013 an der TU Ilmenau festgelegt. Weitere Informationen: Peter Schaaf, Institut für Werkstofftechnik der TU Ilmenau Die Teilnehmer des Kick-Off Meetings (Foto: TU Ilmenau) 9 AUS DEN DGM-FACHAUSSCHÜSSEN UND -ARBEITSKREISEN nik die Förderung neuer Erkenntnisse in Wissenschaft und Technik, die Verbreitung des Wissensstandes und die Umsetzung von wissenschaftlichen Erkenntnissen in die industrielle Praxis vorangetrieben werden. Hierfür stellt die DGM eine ideale Plattform dar und kann so der DGM auf diesem wichtigen Gebiet ein deutlich breiteres Auftreten verschaffen. Aus diesem Grund sind 46 Personen der Einladung zur Sitzung gefolgt und haben aktiv an der Sitzung teilgenommen. Etwa 30 weitere Interessensbekundungen zur aktiven Teilnahme am Fachausschuss liegen darüber hinaus noch vor. Unter den Teilnehmern befanden sich neben Universitäten und Forschungsinstituten auch erfreulich viele Industrievertreter. In einem Übersichtsvortrag und knapp 20 Kurzvorträgen der Teilnehmer wurden die werkstoffspezifischen Themen vorgestellt und die jeweiligen Interessen verdeutlicht. Die Themen reichten dabei von Photovoltaik und Thermoelektrik über Werkstoffe für Brennstoffzellen und Batterien, bis hin zu supraleitenden Kabeln und Werkstoffen für die Energieversorgung. Trotz des breiten The-

10 Die junge DGM Nachwuchs-Karriereworkshop 2012 Ausland, Industrie oder Wissenschaft? Experten aus Industrie und Wissenschaft gaben praktische Tipps beim 5. Nachwuchs-Karriereworkshop Wie soll es nach der Promotion weitergehen? Soll der weitere Weg in die Industrie, Wissenschaft oder ins Ausland führen? Informationen und Anregungen hierzu gab der 5. Nachwuchs-Karriereworkshop Jungwissenschaftlern am 26. September in Darmstadt. Im Rahmen der internationalen Tagung Materials Science and Engineering hatten die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.v. und die Bundesvereinigung Materialwissenschaft & Werkstofftechnik (BVMatWerk) Persönlichkeiten aus Wissenschaft und Industrie geladen, die einen Tag lang ihre Erfahrung mit über 100 Doktoranden teilten. So erfuhren die Teilnehmer etwa von Prof. Dr.-Ing. Pedro Dolabella Portella, Generalsekretär der BVMatWerk und Leiter der Abteilung Werkstofftechnik bei der BAM, dass ein Auslandsaufenthalt während des Studiums oder der Promotion nicht nur die Karriere fördert, sondern vor allem der Entwicklung der eigenen Persönlichkeit dient. Tief in den eigenen akademischen Lebenslauf ließ Prof. Dr. Christine Selhuber-Unkel der ChristianAlbrechts-Universität zu Kiel die Doktoranden blicken. Sie zeigte anschaulich auf, wie man es auch in jungen Jahren und mit Elternzeit bis zur Professur mit Hilfe von Stipendien schafft. Über die Vor- und Nachteile einer Professur und wie man diese mit der Familie vereinbaren kann, berichtete Prof. Dr.-Ing. Martin Wagner der Technischen Universität Chemnitz. Er ging auch näher auf das Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft ein. Für eine Karriere in der Industrie gab Dr.-Ing. Tanja Eckardt, Leiterin Innovationsmanagement bei Heraeus Materials Technology praktische Bewerbungstipps und Dr. Frank Klose von der Salzgitter Mannesmann Forschung hob hervor, dass man sich auf seine eigenen Stärken konzentrieren sollte. Wie man sich selbstständig macht, wusste Dr. Jörg Wiesmann, Geschäftsführer des Unternehmens incoatec 10 Prof. Pedro Portella eröffnet den diesjährigen Nachwuchs- Karriereworkshop Der Workshop war auch in diesem Jahr gut besucht zu berichten. Der Workshop beleuchtete nicht nur die Berufsoptionen. Die Teilnehmer hatten zudem Gelegenheit, die Referenten intensiv zu befragen und wichtige Kontakte zu knüpfen.

11 Materialforscher stoppen Verschleiß an Produktionsanlagen der Elektronik - industrie Zwei junge DGM-Mitglieder mit dem Transferpreis der Steinbeis-Stiftung ausgezeichnet Elektronische Leiterplatten sind das zentrale Bauelement von jedem Handy, Fernseher und Computer. Wie ein Nervensystem vernetzen sie die Mikrochips und versorgen sie mit elektrischer Energie. Bei ihrer Herstellung werden große Leiterplatten mit Hilfe von Strom in Säurebädern, den Elektrolyten, verkupfert. Einzelne Maschinenteile aus Titan verschleißen dabei in kurzer Zeit. Ihr Austausch verursacht hohe Kosten. Saarbrücker Materialforscher haben jetzt ein Verfahren entwickelt, bei dem sich die beschädigten Bauteile im laufenden Betrieb selbst heilen. Die Firma Atotech, die weltweit rund 90 Prozent aller Leiterplatten für Smartphones behandelt, spart damit mehrere Millionen Euro jährlich. Für dieses neue, zum Patent angemeldete Verfahren hat die Steinbeis-Stiftung in Stuttgart das Forscherteam von Professor Frank Mücklich gemeinsam mit der Firma Atotech mit dem Transferpreis der Steinbeis-Stiftung 2012 ausgezeichnet. Damit wird jedes Jahr der erfolgreichste Transfer von Technologien in die industrielle Anwendung gewürdigt. Elektronische Bauelemente werden immer kleiner und leistungsfähiger und müssen gleichzeitig vielfältig miteinander vernetzt werden. Eine elektronische Leiterplatte ist heute ein äußerst komplexes, dreidimensionales Gebilde, das wie ein zentrales Nervensystem alle einzelnen Bauteile verknüpft, sagt Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes und Leiter des Steinbeis-Forschungszentrums für Werkstofftechnik (MECS). Für die großflächige und äußerst präzise Fertigung von Leiterplatten wird das Galvanik-Verfahren genutzt. Die Leiterplatte wird dabei in eine kupferhaltige Säure, den Elektrolyt, getaucht. Dann fließt extrem starker elektrischer Strom durch die Platte und transportiert das Kupfer auf die Oberfläche und in Christian Selzner und Dominik Britz bellhäuser - das bilderwerk winzige Bohrlöcher, die für spätere Bauteile und Kontakte vorgesehen sind. Die Leiterplatte wird dadurch mit einer gleichmäßigen, hauchdünnen Kupferschicht überzogen, die dünner ist als ein Zehntel des Durchmessers eines menschlichen Haares, erklärt der Materialforscher. Die Leiterplatten werden dabei von säureresistenten Titanklammern gehalten, die den Strom auf die Platte leiten. Diese Halter - ungen müssen eine enorme elektrische Energie auf wenigen Quadratmillimetern aushalten. Der extrem starke Strom schädigt sie bei jedem Durchlauf durch Funkenbildung, ähnlich wie ein Blitzeinschlag, beschreibt Frank Mücklich das grundsätzliche Problem von modernen Galvanik-Anlagen. Die Saarbrücker Materialforscher untersuchten diese Schädigungsvorgänge nicht nur im Elektronenmikroskop, sondern mit Hilfe von Tomo- graphen auch in Nanodimensionen und sogar auf atomarer Ebene. Wir mussten dabei erkennen, dass die bisherige Strategie, immer neue Werkstoffe mit noch höherer Widerstandskraft gegen diese zerstörerischen, viele tausend Grad heißen Funken zu entwickeln, nicht zum Erfolg führt, erläutert Mücklich. Denn auch sehr teure Edelmetalle wie Platin konnten diesen Prozess letztlich nur verzögern, aber nicht aufhalten. Stattdessen fanden die Materialforscher gemeinsam

12 Die junge DGM Transferpreis der Steinbeis-Stiftung Mit dem Löhn-Preis Transferpreis der Steinbeis-Stiftung werden herausragende Transferprojekte des wettbewerblichen Technologie- und Wissenstransfers zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ausgezeichnet. Als besonders preiswürdig werden die Transferprojekte betrachtet, die mit überdurchschnittlichem Erfolg durchgeführt und abgeschlossen wurden. Die Steinbeis-Stiftung für Wirtschaftsförderung mit Hauptsitz in Stuttgart unterstützt Wissenschaftler beim Transfer ihrer Forschungsergebnisse in die Industrie. Rund 900 Steinbeis-Zentren in Deutschland und weltweit bilden den Steinbeis-Verbund, in dem Transfer-, Forschungs- und Beratungszentren auf ganz unterschiedlichen Fachgebieten zusammengefasst sind. Die Steinbeis-Stifmit den Ingenieuren der Firma Atotech ein äußerst sparsames und zuverlässiges Verfahren. Dieses ähnelt der Heilung von Wunden, mit der unser Körper zeitlebens die Haut regeneriert, vergleicht der Materialforscher. Wie in einem Karussell wandern die geschädigten Kontakte jetzt in der Produktionsanlage im Kreis herum und werden genauso wie die Leiterplatten immer wieder mit einer neuen dünnen Kupferschicht überzogen. Damit erzeugen wir eine recycelbare Verschleißschicht auf den Kontakten, heilen aufgetretene Schäden sofort aus und verbessern ganz nebenbei sogar die Leitfähigkeit der Halterungen um ein Vielfaches, sagt Frank Mücklich. Durch das neue Verfahren müssen die Halterungen in Zukunft nicht mehr aufwändig an den vielen Produktionsstätten ausgebaut und ersetzt werden. Die Produktion kann dadurch ohne Unterbrechungen durchlaufen. Mit dieser Technik spart die Firma Atotech, die als Marktführer weltweit über 600 Anlagen dieser Art betreibt, mehrere Millionen Euro pro Jahr ein, sagt Diplomingenieur Bernd Schmitt, der für das Unternehmen das Forschungsprojekt begleitet hat. Das Verfahren hat die Firma Atotech mittlerweile gemeinsam mit den Saarbrücker Wissenschaftlern zum Patent angemeldet. Das Verfahren entwickelte der Materialforscher Frank Mücklich mit seinen Mitarbeitern Dominik Britz und Christian Selzner im Laufe eines Jahres. Im Steinbeis-Forschungszentrum auf dem Uni-Campus baute die Firma Atotech dafür extra eine tonnenschwere Testanlage auf. Zuerst analysierten die Wissenschaftler mit neuen dreidimensionalen Verfahren, was sich im Inneren der Titankontakte während des Galvanisierungsprozesses abspielt. Dafür haben wir hoch auflösende Elektronenmikroskope sowie die Nano- Tomographie und Atomsonden-Tomographie eingesetzt. Die dabei erfassten Bildserien werden anschließend im Computer wieder zum exakten räumlichen Abbild zusammengefügt bis hin zum einzelnen Atom, erläutert Professor Mücklich. Bei der Suche nach robusteren Materialien während der Projektphase setzten die Wissenschaftler auch das Laserstrahlauftragsschweißen (Lasercladding) ein, um in mikroskopischen Lagen verschiedene Materialien auf die Titankontakte aufzutragen. Außerdem strukturierten sie die Oberflächen der Klammern mit dem so genannten Laserinterferenz-Verfahren, um die Oberfläche zu verändern und auf diesem Weg eine widerstandsfähigere Klammer zu erzeugen. Damit konnten sie die Eigenschaften des Ausgangsmaterials Titan zwar wesentlich verbessern. Es reichte jedoch nicht aus, um dauerhaft der enormen Beanspruchung in der Leiterplattenherstellung standzuhalten. Diese Erkenntnis brachte uns auf die Idee, das im Vergleich dazu viel günstigere und im System schon vorhandene Kupfer als Opferschicht einzusetzen und während der Produktion laufend neu aufzutragen. Dies führte schließlich zum Erfolg dieses Forschungsprojekts, freut sich Frank Mücklich. In Stuttgart erhielt er dafür jetzt gemeinsam mit seinen Mitarbeitern Dominik Britz und Christian Selzner und den verantwortlichen Mitarbeitern der Firma Atotech den mit bis zu Euro dotierten Löhn-Preis der Steinbeis-Stiftung. tung hilft den Forschern bei ihrem unternehmerischen Wissens- und Technologietransfer und ist seit 2002 Kooperationspartner der Universität des Saarlandes. Weitere Informationen: Prof. Dr. Frank Mücklich Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes Steinbeis-Forschungszentrum Material Engineering Center Saarland (MECS) 12 5

13 Nachrichten Fester und leichter: Laserbehandelter Stahl für die Automobilindustrie Ein neues Verfahren zur lokalen Wärmebehandlung von hochfesten Stählen ermöglicht eine räumlich begrenzte Entfestigung des Materials. So lässt sich lokal die Umformbarkeit erhöhen und die Autobauer können mit festeren Stählen durch geringere Blechdicke Gewicht sparen, ohne dass dabei die Funktion der Teile eingeschränkt wird. Auf der EuroBlech vom 23. bis 27. Oktober 2012 in Hannover zeigen Experten des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 11 Stand B06 wärmebehandelte Bauteile wie zum Beispiel eine B-Säule. Lokale Wärmebehandlung mit rechteckigem Laserstrahlprofil. Fraunhofer ILT, Aachen. Lokale Laser-Wärmebehandlung an einer B-Säule. : Fraunhofer ILT, Aachen. Das Einsparen von Gewicht ist heute ein Anliegen aller Automobilhersteller: Jedes gesparte Kilogramm ermöglicht einen reduzierten Kraftstoffverbrauch oder eine erhöhte Dynamik des Wagens. Dafür werden seit Jahren neue Werkstoffe und neue Bearbeitungsverfahren entwickelt, um beispielsweise im Karosseriebereich Kosten und Material zu sparen. Tailored Blanks waren ein großer Schritt in diese Richtung, damit sind bereits Bleche mit lokal angepassten Eigenschaften verfügbar. Ein Konsortium unter Beteiligung von Automobilherstellern, Stahlanbietern, einem Werkzeugbauer, einem Laserhersteller und drei Forschungsinstituten ist jetzt einen neuen Weg gegangen. Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung haben sie im Rahmen des Projekts»LOKWAB«Verfahren zur lokalen Entfestigung von Blechen durch Wärmeeintrag entwickelt. Das Ziel war dabei eine lokale und definierte Entfestigung hochfester Stähle. Das neu entwickelte Verfahren ermöglicht es nun, das Material mit dem Laser so zu behandeln, dass es an den modifizierten Stellen deutlich weiter tiefgezogen werden kann ohne dass sich Risse bilden. Auch verzinkte Bleche können behandelt werden, ohne dass der Korrosionsschutz beeinträchtigt wird. Darüber hinaus soll die Wärmebehandlung auch an press gehärteten Bauteilen eingesetzt werden, um beispielsweise die Fügbarkeit durch Punktschweißen zu verbessern. Das Verfahren In umfangreichen Versuchen und Simulationen wurden optimale Prozessparameter für die Laser- Wärmebehandlung verschiedener Stähle ermittelt. Dafür wurde ein fasergekoppelter 10 kw Hochleistungsdiodenlaser verwendet, der mit einer speziellen Optik einen rechteckigen Strahl von bis zu 90 mm Breite auf das Werkstück projiziert. Große Bereiche können so in einer Überfahrt entfestigt werden, die Zoom optik gestattet eine Anpassung des Strahlprofils. Eine Temperaturüberwachung koaxial zum Laserstrahl ermöglicht die Regelung der Wärmebehandlung. Anwendung B-Säule Im Rahmen der Versuche wurden auch lokal laserbehandelte Bleche zu B-Säulen umgeformt. Die Wärmebehandlung ermöglichte dabei den Einsatz der besonders harten Stahlsorte MS-W1200. Im Crashtest zeigte sich diese B-Säule einer aus hochfestem Stahl gleicher Dicke (CP-W800) hergestellten klar überlegen. Blick auf die Prozesskette Das neu entwickelte Verfahren ermöglicht Werkstoff- und bauteilangepasste Lösungen für die lokale Laser-Wärmebehandlung von Blechwerkstoffen über das Entfestigen hinaus (Anlassen, Rekristallisieren, Härten). Auch die Einstellung gradierter Eigenschaften über die Blechdicke wird möglich. Neben der rein technischen Entwicklung wurde auch eine betriebswirtschaftliche Betrachtung des Verfahrens über die gesamte Prozesskette in der Fertigung durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass das Laserverfahren besonders bei kleinen Entfestigungszonen herkömmlichen Verfahren überlegen ist, insbesondere wenn Flexibilität gefragt ist. Weitere Informationen: Dr. Andreas Weisheit Leiter der Gruppe Beschichten und Wärmebehandlung Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen Dipl.-Ing. Georg Bergweiler Gruppe Beschichten und Wärmebehandlung Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen NACHRICHTEN 13

14 Nachrichten NACHRICHTEN Fügen auf Knopf - druck mit maß - geschneiderten Reak tivfolien für unterschiedliche Materialkombi - nationen Müssen zwei Bauteile materialschonend, thermosensitiv, spannungsarm und dazu noch schnell gefügt werden, ist die Wahl der richtigen Wärmequelle entscheidend. Das Fraunhofer IWS in hat gemeinsam mit dem Institut für Fertigungstechnik der TU eine fügezoneninterne Wärmequelle entwickelt, die optimal auf die jeweilige Fügeaufgabe zugeschnitten werden kann. Metalle, Keramiken, Halbleiter, Diamant und neuerdings sogar Polymere lassen sich mit dieser Methode wirkungsvoll verbinden. Bei der in entwickelten Methode wird zwischen die beiden zu fügenden Bauteile eine Reaktivfolie eingelegt und durch einen elektrischen Impuls aktiviert. Vor der Aktivierung liegen in der Folie viele Einzellagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien vor. Durch die Aktivierung der Folie wird eine chemische Reaktion in Gang gesetzt, bei der kurzzeitig und lokal Elektrische Zündung einer Reaktivfolie. Fraunhofer IWS Fügung eines Si-Wafers mit Marcor-Glaskeramik unter Anwendung von Reaktivfolie. Fraunhofer IWS begrenzt Energie in Form von Wärme freigesetzt wird. Diese Energie wird genutzt, um innerhalb von Millisekunden eine Verbindung der Bauteile herzustellen ohne dass diese sich signifikant erwärmen. Wie die nachfolgenden Beispiele zeigen, könnte das Fügen auf Knopfdruck damit in naher Zukunft Realität werden. Die Anwendung der Reaktivfolie zum Fügen ist bisher für das Weichlöten folgender Materialkombinationen demonstriert worden: Messing-Messing, Keramik-Silizium, Invar-Silizium, Silizium-Silizium, Keramik-Edelstahl. Die notwendigen Lote mit Schmelztemperaturen im Bereich von C wurden wahlweise auf die Folie oder auf die Bauteile aufgebracht. Eine wesentliche Weiterentwicklung der reaktiven Fügetechnik wurde durch die Verdopplung der von den Reaktivfolien bereit gestellten Energiemenge erzielt. Somit können nunmehr auch Lote mit Schmelztemperaturen bis knapp oberhalb von 700 C genutzt werden. Dies erlaubt das Fügen von Bauteilen, die im Einsatzfall einer hohen Temperaturbelastung unterliegen. Darüber hinaus lassen sich mit derartigen Loten auch die Festigkeiten der Verbindungen verbessern. Innerhalb kürzester Zeit konnten zudem bemerkenswerte Resultate beim Fügen von Polymeren (Kunststoffe, Plastik) mit Reaktivfolien erzielt werden. Hier dient die von den Folien bereit gestellte Energie dazu, die Oberflächen der Polymere direkt aufzuschmelzen, sodass anschließend ein Verschweißen der Polymerbauteile erfolgt. Dass sich die von den Folien gelieferte Wärmemenge präzise durch deren Nanoschichtaufbau steuern lässt, wirkt sich bei diesem Anwendungsfall besonders vorteilhaft aus. So kann einerseits ein Verbrennen der Polymere vermieden und andererseits eine definierte Flüssigphase erzeugt werden. Ziel kommender Arbeiten ist es, auch Lote mit Schmelztemperaturen oberhalb von 1000 C nutzbar zu machen. Damit würde insbesondere für das Fügen von Keramiken ein sehr interessanter Temperaturbereich erreicht. Diese und weitere fügetechnische Innovationen wurden am 17. und 18. Oktober 2012 beim ersten Fügetechnischen Symposium Tailored Joining im Internationalen Congress Centrum (ICC) präsentiert. Das Symposium gab Besuchern einen Überblick zu modernen Fügeverfahren, zeigte Verfahrens-Neuentwicklungen sowie besonders einprägsame Anwendungen in kompakter Form. Im Vorfeld des Fügetechnischen Symposiums "Tailored Joining" fand im ICC das Lasersymposium FiSC 2012 statt ( Namhafte Vertreter aus Industrie und Forschung stellten einem internationalen Publikum ihre Ergebnisse im Bereich der Laserentwicklung und Systemtechnik sowie Anwendererfahrungen beim Einsatz brillanter Strahlquellen vor. Weitere Informationen: Dr. Stefan Braun Gruppenleiter Röntgen- und EUV-Optik Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, stefan.braun@iws.fraunhofer.de Dr. Ralf Jäckel Presse und Öffentlichkeitsarbeit Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de 14

15 Nachrichten Weltrekord: Materialforschung bei mehr als 6 Mio. Atmosphären Völlig neue Dimensionen für die Materialwissenschaften eröffnet eine neue, an der Universität Bayreuth entwickelte Forschungstechnik. Erstmals ist es unter normalen Raumtemperaturen im Laboratorium gelungen, extrem hohe statische Drücke von mehr als 6 Mio. Atmosphären (600 Gigapascal) zu erzeugen. Werden Materialien derartigen Drücken ausgesetzt, ändern sie ihre gewohnten chemischen und physikalischen Eigenschaften und entwickeln neuartige Strukturen. Im Forschungsjournal "Nature Communications" berichtet ein internationales Forschungsteam mit Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia und Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky (beide Universität Bayreuth) über das bahnbrechende Verfahren. Weitreichende Folgen für zahlreiche Wissenschaftszweige In enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Chicago und der Universität Antwerpen konnte mit dem in Bayreuth konzipierten Verfahren ein Rekord von rund 6,4 Millionen Atmosphären (640 Gigapascal) Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia und Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky bei Synchrotron- Experimenten. Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia, Universität Bayreuth erzielt werden. Dieser Druck ist sechs Millionen Mal so stark wie der Luftdruck auf der Erdoberfläche und eineinhalb Mal so stark wie der Druck, der im Zentrum der Erde herrscht. Bisher wurden in der Materialforschung höchstens rund 420 Gigapascal erreicht. "Wenn wir die Eigenschaften, Strukturen und Verhaltensweisen von Materialien unter derart extremen Bedingungen erforschen können, hat das weitreichende Auswirkungen auf zahlreiche Wissenschaftszweige, insbesondere die Geowissenschaften, die Kosmologie, die Chemie und die Physik kondensierter Materie", erklärt Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky vom Bayerischen Geoinstitut, einem Forschungszentrum der Universität Bayreuth. "Wir haben beispielsweise ganz neue Chancen, um die Entstehung der Erde zu erforschen oder um herauszufinden, wie sich Eisen unter extremen Drücken verhält." Eisen ist das Material, das im Erdkern am häufigsten vorkommt. Superharte nanostrukturierte Diamanten Die neue Forschungstechnik ist eine im Ergebnis revolutionäre Weiterentwicklung von Diamantstempelzellen (diamond anvil cells), die in der Materialforschung schon seit längerem zum Einsatz kommen. Das Prinzip dieser Apparaturen: Die Probe des zu untersuchenden Materials wird zwischen den Flächen zweier Diamanten platziert. Diese Diamanten pressen die Materialprobe aus entgegensetzten Richtungen zusammen. Sind die Drücke, die von beiden Seiten auf die Probe einwirken, hoch genug, kann das Material seine inneren Strukturen grundlegend ändern. In diesen herkömmlichen Diamantstempelzellen lassen sich mit relativ hohem technischen Aufwand Drücke bis zu ca. 250 Gigapascal generieren. Doch mit einer kleinen, aber entscheidenden Modifikation haben die Bayreuther Wissenschaftler diesen Wert um rund 150 Prozent steigern können. Sie verwenden dafür Diamant-Einkristalle mit jeweils ca. 0,25 Karat. Diese Diamanten kommen jetzt aber nicht mehr direkt mit der Materialprobe in Berührung. Vielmehr wird auf jeder der einander gegen - überliegenden Diamantflächen ein halbkugelförmiger nanokristalliner Diamant befestigt, der einen Durchmesser von 20 bis 50 Mikrometern also von 0,02 bis 0,05 Millimetern hat. Die winzigen runden Köpfe dieser Diamanten liegen präzise einander gegenüber. Zwischen ihnen wird nun die Materialprobe platziert. Die Pointe dieser Konstruktion liegt darin, dass die Diamantstempelzelle einen zweistufigen Aufbau erhält. Der Druck, der von den gegenüberliegenden Einkristallen ausgeht, konzentriert sich jetzt in den winzigen Köpfen der beiden halbkugelförmigen Diamanten. Weshalb können diese der enormen Drucksteigerung standhalten? Der Grund liegt in ihrem inneren Aufbau. Die Diamanten werden deshalb als nanokristallin bezeichnet, weil sie sich aus winzigen Nanopartikeln zusammensetzen. Physikalisch gesprochen: Sie besitzen eine Korngröße von weniger als 50 Nanometern. Im Vergleich mit den Diamant-Einkristallen, auf denen sie befestigt werden, verfügen sie deshalb über eine viel höhere Druckfestigkeit. Denn je geringer die Korngröße eines Diamants ist, desto robuster verhält er sich unter extremen Drücken und Temperaturen. Auf dem Weg zu neuen Höchstdruck-Rekorden Nanokristalline Diamanten könnten sich für die materialwissenschaftliche Hochdruckforschung als Material der Zukunft erweisen, erklärt Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia, Heisenberg- Professorin für Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen an der Universität Bayreuth. Diese Diamanten lassen sich aus glasigem Carbon mithilfe einer neuen Hochdruck- Synthesetechnik herstellen, und zwar auf relativ kostengünstige Weise. Die neue Forschungstechnik wurde in Kooperation mit der Universität Chicago erprobt, genauer: mit der Advanced Photon Source des Argonne National Laboratory (ANL). Hier haben die Bayreuther Wissenschaftler gemeinsam mit U.S.-amerikanischen Kollegen Experimente auf der Basis von Synchrotronstrahlung durchgeführt, einer äußerst intensiven Lichtstrahlung, die durch eine Beamline ausgerichtet und gefiltert wird. Mit einer hochleistungsfähigen Röntgen- Beugungstechnik haben sie winzige Materialproben untersucht, die eine Dicke von weniger als 0,001 Millimetern hatten. Das ANL zählt zu den größten Forschungsinstituten des Energieministeriums der Vereinigten Staaten. Am Ende des in Nature Communications veröffentlichten Beitrags zeigt sich das internatio- NACHRICHTEN 15

16 Nachrichten NACHRICHTEN nale Forschungsteam zuversichtlich, dass sich die in der Materialforschung eingesetzten Drücke mithilfe des neuen Verfahrens erheblich steigern lassen. Drücke von 1 Terapascal also von 10 Millionen Atmosphären sind aus der Sicht der Autoren kein unrealistisches Ziel. Veröffentlichung: Dubrovinsky, L. et al. Implementation of micro-ball nanodiamond anvils for high-pressure studies above 6 Mbar. Nat. Commun. 3:1163 doi /ncomms2160 (2012) Ansprechpartner: Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia Labor für Kristallographie Universität Bayreuth D Bayreuth Telefon: +49 (0) oder 3881 Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky Bayerisches Geoinstitut (BGI) Universität Bayreuth D Bayreuth Telefon: +49 (0) oder 3707 Nachrichten des Projektträgers Jülich, Geschäftsbereich NMT Entwicklung einer neuartigen Technologie zum Korrosionsschutz an Offshore-Windenergieanlagen KOWIND Entwicklung einer neuartigen Technologie zum Korrosionsschutz an Offshore-Windenergieanlagen KOWIND Rohstoffknappheit und begrenzte Verfügbarkeit zwingen eine Industriegesellschaft dazu, Innovationen für mehr Ressourceneffizienz und eine erhöhte Rohstoffproduktivität voranzutreiben. Dementsprechend sollen BMBF-geförderte Forschungsprojekte wirkungsvolle Impulse geben, die Ressourceneffizienz zu steigern. Die anvisierten Ziele der Fördermaßnahme MatRessource sind: effizientere Nutzung natürlicher Ressourcen, Ersatz von strategischen Metallen, Erhöhung der Materialeffizienz und Lebensdauerverlängerungen von Bauteilen. Im Fokus der Bekanntmachung MatRessource steht u.a. der Korrosionsschutz. Verbesserte Oberflächenschutzsysteme und neue Materialien mit deutlich erhöhter Korrosionsbeständigkeit zur Lebensdauererhöhung von Bauteilen und Anlagen und zur Effizienzsteigerung von Energieanlagen werden gefördert. Ein Projekt aus dieser Bekanntmachung ist das Projekt KOWIND. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Technologie für einen ressourcen - effizienten Korrosionsschutz von stahlbaulichen Konstruktionselementen (z. B. Rohre oder Verbindungsknoten) feststehender Offshore-Gründungsstrukturen, insbesondere für Windenergieanlagen (WEA). Dazu werden auf PA12-Polymer basierende Um - hül lungssysteme entwickelt, welche in einem automatisierten Fertigungsprozess bereits auf die Halbzeuge (z.b. Stahlrohre) aufgebracht werden können. Für den Bereich der Schweißnähte wird ein speziell angepasstes Nachumhüllungssystem auf duroplastischer Basis entwickelt. Bisher werden diese stahlbaulichen Strukturen zum Schutz gegen Korrosion sowohl durch Beschichtungssysteme, als auch durch kathodischen Korrosionsschutz im Unterwasserbereich geschützt. Im Bereich der salzhaltigen Atmosphäre, in der sog. Splash-Zone, und bis zu einer Tiefe von 7 m unterhalb des Wasserspiegels finden hierbei Beschichtungen auf Farbbasis Anwendung. Diese Beschichtungssysteme werden mit Sprühverfahren oder dem Pinsel aufgebracht. Der Prozess ist kostenintensiv und die beschichteten Oberflächen sind empfindlich gegenüber Beschädigung. Der neue Ansatz verspricht einen verbesserten Korrosionsschutz, UV-Schutz, verbesserte mechanische Eigenschaften und somit eine deutlich verlängerte Lebensdauer von angestrebten 25 Jahren. Hinzu kommen eine kostengünstigere Fertigung, Materialeinsparungen von mehreren Tonnen Stahl je WEA und deutlich geringere Wartungskosten. Das bedeutet, dass sowohl Materialressourcen deutlich geschont, als auch die Nutzung der klimaschonenden Windenergie stärker vorangetrieben werden können. Für Deutschland sind Offshore- Windparks mit einer Gesamtnennleistung von 33 GW geplant. Dies bedeutet alleine für Nordund Ostsee die Installation von schätzungsweise Anlagen. Der Bedarf an dauerhaften und wirtschaftlichen Korrosionsschutz für diese Anwendung ist somit immens. Die Anti-Korrosions-Technologie zeichnet sich zudem durch eine besondere Breitenwirkung aus, da sie nicht nur im stark wachsenden Segment der Offshore- WEA sondern darüber hinaus auch in anderen Anwendungen und Märkten (Öl- und Gasindustrie, Verkehrsinfrastruktur, etc.) ein großes Potential besitzt. Das Konsortium bildet die gesamte Wertschöpfungskette ab und die Industriepartner sind Prototyp einer Gründungsstruktur für Offshore-Windenergieanlagen für Tiefen > 20 m (Jacket-Struktur), bestehend aus: Rohren (weiß) und Knotenpunkten (rot). (Quelle: WeserWind). bereits heute in den entsprechenden Märkten vertreten. Die akademischen Partner gehören zu den führenden Forschungsein- 16