Werkstoffsimulation und Modellierung
Heutige Modellierungs- und Simulationsmethoden spielen mehr und mehr eine entscheidende Rolle im Design von neuen Werkstoffen. Zum einen erlauben diese Methoden die Struktur eines Werkstoffs, dessen Stabilität und Eigenschaften auf unterschiedlichen Zeit- und Längenskalen vorherzusagen und so Zeit und Kosten während der Entwicklung einzusparen und zum anderen werden diese Methoden angewandt um im Zusammenspiel mit experimentellen Daten ein tieferes Verständnis der fundamentalen physikalischen Vorgänge zu gewinnen. Die Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen findet hierbei in beide Richtungen statt: experimentell ermittelte Kennwerte fließen in zuvor aufgestellte Modelle ein und neue Modelle helfen beim Verständnis physikalischer Beobachtungen.
Um diese Vorgänge auf unterschiedlichen Zeit- und Längenskalen zu untersuchen, wenden wir folgende Methoden für die Untersuchung an Werkstoffen an:
- Dichtefunktionaltheorie
- Kristallstrukturvorhersage
- Thermodynamische Eigenschaften
- Diffusionsvorgänge
- Elastische Eigenschaften
- Chemische Bindungsanalyse
- Atomistische Simulation
- Dynamische Prozesse wie z.B. Versetzungen
- Thermodynamische Vorgänge (Schmelzen)
- Defekten und Übergangspunkten
- Werkstoffe unter extremen Bedingungen
- Phasenfeldsimulation von diffusionsgesteuerten Phasenübergängen
- Flüssig-fest Übergänge
- Fest-fest Übergänge
- Kornwachstum
- Multi-Physik Vorgänge
- Phänomenologische Thermodynamik- und Kinetiksimulation
- Phasendiagramme
- Thermochemie
- Verfestigungskurven nach Scheil-Gulliver
- Ausscheidungen
- Wärmebehandlung
