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Department Metallkunde und Werkstoffprüfung

Werkstoffmodellierung

Priv.-Doz. Dr. David Holec

Computerunterstützte Werkstoffmodellierung, von Quanten über Atome bis hin zum Kontinuums-Level, wird sowohl im Bereich der Grundlagenforschung angewandt, als auch um die Interpretation von experimentell erarbeiteten Erkenntnissen zu erleichtern.

Die quantenmechanische ab initio Modellierung wird für die Berechnung von Phasenstabilitäten, Gitterparametern sowie elastischer und thermodynamischer Eigenschaften moderner Struktur- und Funktionswerkstoffe verwendet. Das Hauptaugenmerk von Untersuchungen zu verschiedenen Übergangsmetall-Aluminium-Nitrid-Verbindungen liegt auf dem Einfluss von Legierungselementen auf die mechanischen sowie strukturellen Eigenschaften. Die Modellierungsaktivitäten werden in enger Verknüpfung mit Experimenten durchgeführt.

Andere Aktivitäten konzentrieren sich auf die ab initio Modellierung von mechanischen und thermischen Eigenschaften intermetallischer Legierungen (hauptsächlich auf TiAl-Basis) sowie von komplexen Oxiden. Weitere Schwerpunkte sind Phasenumwandlungen in Formgedächtnislegierungen (z.B. NiTi), die Elektronenstruktur in Halbleitern (z.B. Bandstruktur im System ScN-GaN, Elektronenenergieverlustspektroskopie von AlGaN und InGaN Legierungen), die multiskalige und die Multimethoden-Modellierung von nanostrukturierten Werkstoffen (Kohlenstofffullerene und Nanotubes; Gold-Nanopartikel) sowie einer Kombination von ab initio und Finite Elemente Methoden für die Untersuchung der Spannungsverteilung in Nanokomposite-Werkstoffen.

Ladungsträgerdichte und Spinausrichtung in einem CrN-TiN Superlattice