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Werkstoff-Engineering 2011 (Sonderheft)

RUBIN Werkstoff-Engineering 2011 (Sonderheft)

Spark Plasma Consolidation (SPC)-Anlage des Lehrstuhls Werkstofftechnik

Energieeffiziente Produktionsverfahren für bewährte und neuartige verschleißbeständige Werkstoffe werden immer wichtiger: Herkömmliche Verfahren benötigen sehr viel Zeit und Energie. Forscher am Lehrstuhl Werkstofftechnik arbeiten daher an einem neuartigen Verfahren, das es erlaubt, Bauteile innerhalb von wenigen Millisekunden herzustellen. Dazu wird elektrische Energie in Kondensatoren gespeichert und dann impulsartig in eine Metallpulvermischung entladen. Die entstehende Hitze verdichtet das Pulver blitzschnell zu festen Bauteilen.

: Total hinüber: Verschlissenes Stahllaufrad einer Pumpe, die seit 1995 eine Gipssuspension 22 Meter hoch befördert hat. Die Suspension enthielt 30 Gramm kratzende Bestandteile pro Liter. Bei einer durchschnittlichen täglichen Laufzeit von zwölf Stunden kann man eine Gesamtbetriebszeit von 70.000 Stunden annehmen.

Ob in der Heizung, im Auto, in der Industrie oder im Wasserkraftwerk: Pumpen und ihre engen Verwandten, die Wasserturbinen, sind allgegenwärtig. Sie schlucken insgesamt etwa ein Fünftel der in Deutschland verbrauchten Energie, ihre wirtschaftliche Bedeutung ist somit riesig. Merkwürdig, dass sie bislang ein Stiefkind der Wissenschaft waren. Diese Lücke füllt seit kurzem das „Kompetenzzentrum für hydraulische Strömungsmaschinen“ an der RUB. Hier kommt die Pumpe zu Ehren, und zwar sämtliche ihrer Teile vom Laufrad bis hin zur Steuerelektronik. Gegenstand der Forschung sind unzählige unterschiedliche Arten von Pumpen bzw. Turbinen, denn so vielfältig die Einsatzgebiete der Pumpen so unterschiedlich sind die Herausforderungen an ihre Einzelteile.

Die Magnetron-Sputteranlage stellt in einem Experiment ganze Materialbibliotheken her.

Entwicklung neuer Werkstoffe durch Hochdurchsatzexperimente mit Materialbibliotheken

 Die leuchtende Teflonspitze der Versuchsanlage untersucht den Wafer Stück für Stück.

Wasserstoff umweltfreundlich herstellen

Versuchsanlage für Kriechversuche mit Minikriechproben

Werkstoffwissenschaftler erforschen Veränderungen in Hochleistungsmaterialien bei extremen Temperaturen

 Stahlprobe vor der Analyse. Die Belastungstests unter hohen Drücken und Temperaturen dauern Tage. Am Kerb bilden sich kontrolliert Risse.

Wie Hitze die Mikrostruktur von Stahl durcheinanderbringt

Bis zu 30 cm lang und extrem dünn können geflochtene Stents sein – und noch dazu sind sie preisgünstiger als herkömmliche, lasergeschnittene Formgedächtnis-Stents (rechts).

Bochumer Forscher optimieren Gefäßimplantate mit Gedächtnis

Probe nach Tieftemperatur-Zugversuch

Hochfester Stahl mit sehr geringer Magnetisierbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen

Spiegelofen der Versuchsanlage zur thermomechanischen Ermüdungsprüfung.

Werkstoffe unter extremen Bedingungen fordern Werkstoffwissenschaften heraus

Techniker Karl-Heinz Rauwald arbeitet an der Beschichtungsanlage. Beschichtet wird mit einem Plasma; der Brenner hat 120 bis 150 Kilowatt. Besonderheit: Die Anlage kann auch mit gasförmiger Keramik beschichten, d.h. statt mit Partikeln mit einzelnen Molekülen.

Kraftwerke umweltschonender machen

Die Raster-Kelvinsonde misst elektrochemische Potentiale an verborgenen Grenzflächen.

Neue Korrosionsschutzschichten sollen Defekte selbstständig heilen

Stahlprobe für Versuche zur Wasserstoff induzierten Spannungsrisskorrosion

RUB-Ingenieure untersuchen Gefahren durch Wasserstoff in hochfesten Stählen

Computersimulationen sind eine elegante Alternative zum Experiment, um Wissenslücken über Werkstoffeigenschaften zu schließen.

Interdisziplinäre Materialsimulation zu leichten Elementen in Eisen und Stahl

Prof. Dr.-Ing. Alfred Ludwig, Sprecher des Materials Research Departmens und Geschäftsführender Direktor des Instituts für Werkstoffe

Sicher, leicht, intelligent: Werkstoffe als Schlüssel zu Innovationen