Überblick zu 50 Jahre Forschung auf dem Gebiet der Glaskeramiken

Neuer Review-Artikel zu Kristallisation und Phasenseparation in Werkstoffen mit Beteiligung von Chemnitzer Wissenschaftler in Fachzeitschrift „Progress in Materials Science“ veröffentlicht

Kristallisation und Phasenseparation sind grundlegende Prozesse der Mikrostrukturbildung, welche die Eigenschaften von Werkstoffen bestimmen. Besonders anschauliche Einblicke in den Ablauf der Kristallisation bieten beispielsweise Gläser bzw. Glasschmelzen, die aufgrund ihrer amorphen Matrix häufig optisch transparent sind und in denen die o. g. Prozesse aufgrund ihrer hohen Viskosität vergleichsweise langsam ablaufen. Dadurch ist es möglich, Umwandlungen in Werkstoffen zu kontrollieren und ggf. „einzufrieren“, wenn ein besonders interessantes Stadium erreicht oder eine gewünschte Mikrostruktur eingestellt ist. Alle Kristallwachstumsmechanismen von „sphärisch“ über „polygon“, „viscous fingering“ und „dendritisch“ lassen sich so untersuchen. Der Stand der Forschung der letzten fünf Jahrzehnte wurde nun in einem umfangreichen Review unter Mitwirkung von Dr. Wolfgang Wisniewski, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Elektronenmikroskopie und Mikrostrukturanalytik (Leitung: Prof. Dr. Andreas Undisz) aufgearbeitet und in der renommierten Fachzeitschrift „Progress in Materials Science“ veröffentlicht.

Wissenschaftlich Hauptverantwortlicher für die publizierte Arbeit ist Prof. Dr. Christian Rüssel (Friedrich-Schiller-Universität Jena), der auch nach seiner Emeritierung 2018 weiter eng mit Dr. Wisniewski zusammenarbeitet. Das etablierte Team hat in den letzten Jahren weitere hochwertige Review-Artikel zum gemeinsamen Forschungsgebiet der Glaskeramiken publiziert und diese Aktivitäten nun vorerst mit der Arbeit zu „Glass-Ceramic Engineering: Tailoring the Microstructure and Properties“ abgerundet. Während sich bisherige Übersichtsarbeiten im Fachgebiet auf die klassische Keimbildungstheorie oder technische Zusammensetzungen und deren industrielle Bedeutung konzentrierten, stellen Rüssel und Wisniewski die grundlegenden Methoden zum Einstellen von Mikrostrukturen und damit der Werkstoffeigenschaften ins Zentrum ihres Beitrags.

Eine wesentliche methodische Grundlage für Wisniewskis Forschung ist die Rückstreuelektronenbeugung (EBSD) zur Analyse der Kristallisation von Werkstoffen. Der Chemnitzer Wissenschaftler hat die EBSD in den letzten 15 Jahren intensiv zur lokalen Orientierungsmessung und Phasenidentifikation eingesetzt und methodisch weiterentwickelt. „Seine Expertise kommt nun unmittelbar der Erforschung früher Oxidationsstadien metallischer Legierungen zugute“, freut sich Undisz. So konnte das Team der Professur Elektronenmikroskopie und Mikrostrukturanalytik kürzlich eine interessante Parallele aufzeigen: „In frühen Oxidationsstadien metallischer Legierungen ist die wenige Nanometer dünne Oxidschicht häufig amorph und zeigt Hinweise auf Oberflächenkristallisation, ein Phänomen das häufig bei der Kristallisation von Gläsern beobachtet wird“, erläutert der Chemnitzer Universitätsprofessor.

Publikation: Christian Rüssel, Wolfgang Wisniewski: Glass-Ceramic Engineering: Tailoring the Microstructure and Properties, Progress in Materials Science 152 (2025) 101437, https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101437

Weitere Informationen erteilen Dr. Wolfgang Wisniewski, Telefon +49 (0)371 531-33143, E-Mail wolfgang.wisniewski@mb.tu-chemnitz.de, und Prof. Andreas Undisz, Telefon +49 (0)371 531-34528, E-Mail andreas.undisz@mb.tu-chemnitz.de.

Mario Steinebach
17.03.2025

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