Der Physiker Univ.-Prof. Dr. Reinhard Pippan, Leiter des Erich Schmid Instituts für Materialwissenschaft der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und auch tätig am Lehrstuhl für Materialphysik an der Montanuniversität Leoben, erhielt kürzlich als erster Leobener Wissenschaftler einen ERC Advanced Grant.

Der ERC Advanced Grant wird für bahnbrechende Forschungsaktivitäten mit hohem Innovationspotenzial vom European Research Council vergeben. Mit maximal 2,5 Millionen Euro ist dies das höchstdotierte Forschungsvorhaben, das an Einzelpersonen vergeben wird. Seit seiner Einführung 2007 ist dies erst der dritte ERC Grant, der in die Steiermark geht. Ziel des Forschungsvorhabens ist, die Grundlagen für eine Entwicklung von ultrahochfesten metallischen Werkstoffen zu liefern.

Festigkeit
Die Festigkeit von Konstruktionswerkstoffen liegt weit unter dem theoretischen Limit. Berechnet man die Festigkeit eines Werkstoffes aus den Bindungskräften zwischen den Atomen, so beträgt dieser Wert, selbst bei den höchstfesten Werkstoffen, nur etwa 5 bis 10 Prozent vom theoretischen Grenzwert. Werkstoffe sollen aber nicht nur hochfest sein, sondern auch fehlertolerant, d. h. ihre Festigkeit sollte durch kleine Fehler, die bei der Herstellung oder bei der Verwendung entstehen, nicht beeinträchtigt werden. „Ein Traum der Materialwissenschaftler ist, der theoretischen Festigkeit näher zu rücken und trotzdem fehlertolerant zu bleiben“, so Pippan. Mit seinem Team möchte Reinhard Pippan die Grundlagen für die Realisierung dieses Traums erforschen.

Materialfehler
„Materialfehler wie mikroskopisch kleine Risse und plastische Verformung sind die Ursache dafür, dass die Festigkeit unserer Werkstoffe sehr weit unter der theoretischen Grenze liegt. Die plastische Verformbarkeit ist also einerseits von Nachteil, andererseits ist sie aber unbedingt erforderlich für deren Fehlertoleranz. Materialien, die plastisch nicht verformbar sind, versagen spröde, und selbst sehr kleine Fehler, die meist unvermeidbar sind, führen zu einer sehr starken Verringerung der Festigkeit“, erklärt Pippan. Ziel der Forschungsarbeit der Leobener Materialforscher wird es sein, den Aufbau der Werkstoffe so zu ändern, dass die plastische Verformung erst einsetzt, kurz bevor die Bindungen zwischen den Atomen versagen.
Die Gruppe um Reinhard Pippan hat in den letzten Jahren neuartige Möglichkeiten entwickelt, Materialien extrem stark zu verformen, um damit in den Materialien ganz neue Strukturen mit sehr hohen Festigkeiten zu realisieren. Die Forschungseinheit Erich Schmid Institut der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Lehrstuhl für Materialphysik an der Montanuniversität Leoben haben eine weltweit einzigartige Vielfalt von Techniken aufgebaut, die es erlaubt, die Festigkeit und die zum Versagen führenden Vorgänge auf allen Ebenen von den atomaren Bindungen, den unterschiedlichen Strukturelementen der Materialien bis zu den Makroeigenschaften zu studieren. Die neuen Ideen und die Arbeiten, die Pippan zum Verständnis des Versagens von Werkstoffen geleistet hat, sowie die Kombination von Möglichkeiten waren die entscheidenden Gründe für die Zuerkennung dieses renommierten Forschungspreises.

Weitere Infos
Univ.-Doz. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont. Reinhard Pippan
Lehrstuhl für Materialphysik – Erich Schmid Institut
Tel.: 03842/804 308
E-Mail: reinhard.pippan@oeaw.ac.at

Univ.-Prof. Dr. Reinhard Pippan