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Brückenschlag zwischen Forschung und Industrie

[25|05|2016]

Kooperationsprojekt zwischen HM und LMU erforscht FeCrNi-Legierung in Bezug auf Zeit

Die Forschergruppe um Prof. Dr. Heinz P. Huber von der Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik untersucht im Rahmen des DFG-geförderten Projekts zur Experimentellen Erforschung und Simulation von transienten Aggregatszuständen bei der Laser-Ablation mittels zeitaufgelöster Ultrakurzpuls-Mikroskopie und -Ellipsometrie neben einfachen Metallen wie Aluminium und Molybdän auch ein industrielles Material. Dabei handelt es sich um eine Eisen-Chrom-Nickel-(FeCrNi)-Legierung, die erstmals auf ihre optischen und thermischen Eigenschaften in Abhängigkeit der Zeit näher erforscht wird.

 

Kooperation zwischen HM und LMU

Das Laserzentrum an der Hochschule München mit seiner praxis- und industrieorientierten Ausrichtung und der eher theoretisch ausgerichtete Fachbereich Physikalische Chemie der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) kooperieren seit vielen Semestern in der Forschung. Die jüngere Zusammenarbeit bietet eine Basis für grundlegende Untersuchungen der thermischen Eigenschaften von industriell relevanten Metalllegierung/en bei der Ultrakurzpulslaserbearbeitung.

So konnte man innerhalb der Kooperation mit Hilfe der von der LMU entwickelten Dichtefunktionaltheorie auf quantenphysikalischen Grundlagen die notwendige Verteilung der besetzten Elektronen berechnen. In der gemeinsamen Arbeit war es das Ziel der Partner, aus der Struktur der besetzten Elektronenzustände die Elektronenwärmekapazität und den Elektron-Phonon-Kopplungsfaktor am Beispiel des industriell eingesetzten Edelstahls (AISI 304) zu berechnen. Die ermittelten Daten wurden mit den berechneten Parametern von Eisen auf Gültigkeit und Konsistenz verglichen. Diese Ergebnisse wurden im Frühjahr im Fachjournal „Physical Review B“ der American Physical Society (APS) unter dem Erstautor Jan Winter, einem Doktoranden des Laserzentrums veröffentlicht

 

Zukunftsaussichten

Mit den neuen Erkenntnissen über die thermophysikalischen Eigenschaften von industriell relevanten Legierungen, wie z.B. Edelstahl, kann das Verhalten des Lasers bei der Materialbearbeitung mit höherer Genauigkeit modelliert werden. Dies dient zum besseren Verständnis des Lasers als Werkzeug in der Produktion und leistet einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung und zu Effizienzsteigerung in unserer Gesellschaft.

 

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Prof. Dr. Heinz Huber, Jan Winter, Kathrin Resch, Sara Magdalena Schüller

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