Projektbeschreibung
Das Koordinationsprojekt „HEA-SurfProtect“ forscht an der Weiterentwicklung von Hochentropielegierungen (engl.: high-entropy alloys, kurz HEAs) und deren adaptierte Verarbeitung unter Nutzung von Beschichtungstechnologien zum Oberflächenschutz hoch beanspruchter Bauteile. Zu diesen Beschichtungstechnologien zählen die Sputterdeposition, das Thermische Spritzen und das Laserauftragsschweißen, die es ermöglichen, Beschichtungen für unterschiedliche Schichtdickenskalenbereiche aufzubringen.
Im Mittelpunkt der Forschungstätigkeit stehen Werkstoffkombinationen, die sowohl eine hohe Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit als auch eine hohe Temperaturfestigkeit und Kriechbeständigkeit aufweisen. Zur Identifizierung komplexer Legierungssysteme dienen mathematische Berechnungen, die die jeweiligen vorhandenen Phasen in relevanten Temperaturbereichen prognostizieren. Einen weiteren Schwerpunkt stellt eine mechanische Endbearbeitung und Randschichthärtung dar, mit denen weitere Funktionseigenschaften gezielt eingestellt werden können. Die so modifizierten Oberflächen werden abschließend bezüglich ihrer Werkstoff- und Schichteigenschaften detailliert untersucht. Dadurch kann das eingehende mathematische Modell zum einen verbessert werden. Zum anderen besteht die Möglichkeit, physikalische und funktionale Zielparameter durch praktische Werkstoffkenndaten zu trainieren.
Eine stringente Zusammenarbeit der Nachwuchswissenschaftler ermöglicht eine auf den Anwendungsfall gezielt abgestimmte Oberflächenschutzbehandlung, einem vertieften und fundierten Verständnis zwischen der Legierungsentwicklung und den Schichteigenschaften und durch die anschließende Kommunikation mit Firmen der sächsischen Wirtschaft, besonders klein- und mittelständiger Unternehmen (kurz KMUs), Wettbewerbsvorteile, einen ressourcenschonenden Einsatz der kostenintensiven Komplexlegierungen und einen Innovationssprung durch den Einsatz von HEAs als Beschichtungswerkstoff für Oberflächenschutzanwendungen.
Damit das Projektvorhaben erfolgreich umgesetzt werden kann, besteht die Notwendigkeit einer interdisziplinären Vorgehensweise. Die dafür gebildete Nachwuchsforschergruppe „HEA-SurfProtect“ stellt daher eine Schnittmenge der Wissenschaftsbereiche Mathematik, Physik und Werkstoffwissenschaft und -technik dar.
