Dr. Angkana Rüland (Uni Oxford): Mikrostrukturen in Formgedächtnismetallen:
Der kubisch-nach-orthorhombische Phasenübergang
Wednesday, 19.10.2016 16:00 im Raum M6
Bestimmte Metalllegierungen, sogenannte Formgedächtnismaterialien, weisen ein ther-
modynamisch sehr interessantes Verhalten auf: In der Hochtemperaturphase, dem Aus-
tenit, bilden sie ein sehr symmetrisches Atomgitter. Bei Abkühlung unter eine kritische
Temperatur tritt ein fest-fest Phasenübergang auf. In der Niedrigtemperaturphase, der
Martensitphase, ist das Atomgitter weniger symmetrisch. Dieser Symmetriebruch führt
zur Existenz von mehreren unterschiedlichen, energetisch äquivalenten Martensitvarian-
ten. Daher sind Formgedächtnismaterialien im Niedrigtemperaturzustand sehr flexibel
und eine Fülle von Mikrostrukturen bildet sich aus. Desweiteren gibt dieses thermody-
namische Verhalten den Materialien ein Gedächtnis.
Mathematisch führt die beschriebene physikalische Situation auf ein nicht-konvexes Va-
riationsproblem. Anhand von einigen Musterbeispielen nicht-konvexer Variationsproble-
me erläutere ich im ersten Teil dieses Vortrags zunächst die Ursprünge der vielfältigen
Mikrostrukturen.
Im zweiten Teil des Vortrags betrachte ich einen spezifischen martensitischen Phasen-
übergang, den kubisch-nach-orthorhombischen Phasenübergang, im Rahmen der geome-
trisch linearisierten Elastizitätstheorie. Für diesen Phasenübergang stelle ich ein Klassi-
fikationsresultat von exakt spannungsfreien Mikrostrukturen vor [Rül16]. Dabei ergibt
sich eine Dichotomie zwischen Rigidität und Flexibilität, die von der Regularität der
untersuchten Lösungen abhängt. Der kubisch-nach-orthorhombische Phasenübergang ist
einer der mathematisch einfachsten und für Anwendungen relevanten Übergänge, für den
diese Dichotomie gezeigt werden konnte.
Literatur
[Rül16] Angkana Rüland. The cubic-to-orthorhombic phase transition: Rigidity and non-rigidity pro-
perties in the linear theory of elasticity. Archive for Rational Mechanics and Analysis, 221(1):23
106, 2016.
Angelegt am 17.10.2016 von Elke Enning
Geändert am 17.10.2016 von Julia Moudden
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