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Öffentlichkeitsarbeit

05.12.2017

Auf dem Weg zu unzerstörbaren Werkstoffen

Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener vom Department für Materialphysik der Montanuniversität Leoben wurde für seine Forschungstätigkeiten mit einem mit rund 2 Millionen Euro dotierten „Consolidator Grant“ des Europäischen Forschungsrates ausgezeichnet.

Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener

Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener beschäftigt sich mit der Erforschung von Verformungs- und Versagensprozessen auf der Nanometerskala. Ziel der Arbeiten ist das Verständnis und Design von neuen höchstfesten und extrem bruchresistenten Werkstoffen. Dieses Vorhaben unterstützt nun auch der Europäische Forschungsrat (European Research Council – ERC), welcher die exzellente Grundlagenforschung von Kiener im Rahmen eines Consolidator Grants in den nächsten fünf Jahren mit zwei Millionen Euro fördert.

Bei sämtlichen Materialanwendungen, vom Maschinenbau und der Fahrzeugtechnik über die Medizintechnik bis hin zu Mikroelektronik, stehen zwei Materialeigenschaften immer im Vordergrund: die Festigkeit und die Bruchzähigkeit. Hohe Festigkeit ist wichtig, damit unter möglichst ressourcenschonendem Materialeinsatz maximale Leistung im Betrieb erreicht werden kann. Eine hohe Bruchzähigkeit wiederum ist im Fall von unerwarteten oder unsachgemäßen Belastungen unerlässlich, um Materialversagen durch die Entstehung von Rissen zu vermeiden. Konventionell sind diese beiden Eigenschaften unvereinbar: ein Werkstoff ist in der Regel hochfest und spröde, oder bruchzäh, aber weich. In seiner Arbeit beschäftigt sich Kiener mit dem Verständnis der elementaren Prozesse, welche für dieses Verhalten verantwortlich sind, mit dem Ziel diese Unvereinbarkeit zu überbrücken und höchstfeste und bruchresistente Materialien zu entwickeln.

Im Rahmen des vom ERC geförderten Projektes TOUGHIT (Tough Interface Tailored Nanostructured Metals) soll dies durch die Forschungsgruppe um Kiener mit Hilfe von grenzflächenoptimierten metallischen Nanokompositen realisiert werden. Dazu werden mit Hilfe eines Zusammenspiels aus fortschrittlichster Elektronenmikroskopie und nanomechanischen Charakterisierungsmethoden erstmals strukturelle und mechanische Untersuchungen mit chemischer Analyse auf atomarer Ebene kombiniert. Basierend auf dem Verständnis der für die Verformung limitierenden Prozesse und deren gezielter Optimierung durch ein ab-initio unterstütztes Grenzflächendesign werden neuartige Werkstoffe geschaffen, die das Festigkeits-Duktilitäts-Paradigma überwinden und eine neue Klasse höchstfester und gleichzeitig bruchzäher Materialien darstellen.

Zur Person

Daniel Kiener ist seit 2013 als assoziierter Professor am Department Materialphysik der Montanuniversität Leoben tätig. Er leitet dort eine selbstfinanzierte Forschungsgruppe „Mikro- und Nanomechanik". Ausgezeichnet wurde er unter anderem 2017 mit dem Masing-Gedächtnispreis der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM), dem Adolf-Martens-Award 2014 der Deutschen Bundesanstalt für Materialprüfung, sowie 2014 mit einem Piercy-Visiting Professor Fellowship der Universität von Minnesota.