Aus Licht Schall machen...
... und die Verformung von Verbundwerkstoffen erklären
Für ihre herausragenden Forschungsarbeiten erhalten zwei Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum den Gebr. Eickhoff-Preis 2011. In seiner Dissertation erforschte Dr. Deniz Kurumlu (Fakultät für Maschinenbau) Leichtmetallmatrix-Verbundwerkstoffe, die in der Luft- und Automobilindustrie immer mehr an Bedeutung gewinnen. Mit Hilfe verschiedener mikroskopischer und mechanischer Untersuchungsmethoden konnte er zentrale Aspekte eines theoretischen Modells untersuchen, das die Verformung dieser Materialien bei hohen Temperaturen beschreibt. Dr. Martin Mienkina (Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik) entwickelte in seiner Doktorarbeit einen neuen technischen Ansatz, der der photoakustischen Bildgebung zum Durchbruch verhelfen könnte, die zum Beispiel für die Krebsdiagnostik interessant ist.
Neues photoakustisches Bildgebungsverfahren
Bei der photoakustischen Bildgebung treffen sehr kurze und energiereiche Lichtpulse auf ein Gewebe, das sich erwärmt und ausdehnt. Dabei entstehen Schallwellen, die von Ultraschallwandlern erfasst und abgebildet werden können. Die breite Anwendung des Verfahrens scheiterte bislang am Einsatz teurer und unhandlicher Festkörperlaser. Dr. Mienkina gelang es, mit preiswerten und kompakten Laserdioden eine vergleichbare Bildqualität zu erzielen wie mit Festkörperlasern. Um das
richtige Maß an Nutzinformationen zu liefern, verwendete er speziell kodierte Pulsfolgen zur Beleuchtung. Diese erlaubten auch den zeitgleichen Einsatz mehrerer verschiedenfarbiger Lichtquellen. Indem der Forscher diese Lichtquellen getrennt entschlüsselte, konnte er zeitsparend mehr Gewebeinformationen gewinnen als mit einer einzigen Lichtquelle.
Verbundwerkstoffe mit Miniaturversuchstechnik testen
Leichtmetallmatrix-Verbundwerkstoffe sind verschleißarm und temperaturbeständig. Bei hohen Temperaturen, wie z. B. im Automotor, können sie sich jedoch verformen. Wie diese Hochtemperaturverformung im Werkstoffinnern abläuft, untersuchte Dr. Kurumlu während seiner Promotion. Mit einer neuen Miniaturversuchstechnik konnte der RUB-Ingenieur materialsparend und ortsgenau Proben aus Bauteilen
entnehmen und diese auf ihre mechanischen (Hochtemperatur-)Eigenschaften hin prüfen. Außerdem untersuchte er die Mikrostruktur der Werkstoffe erstmals im unbelasteten, geglühten und hochtemperaturverformten Zustand. Indem er die Veränderungen in der Mikrostruktur mit den mechanischen Eigenschaften verknüpfte, gelang es ihm, mehrere Aspekte eines theoretischen Modells für die Hochtemperaturverformung der Werkstoffe experimentell zu belegen.
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