Ziel

Modellierungswerkzeuge auf verschiedenen Skalenebenben - vom Atom zum Bauteil.
Modellierungswerkzeuge auf verschiedenen Skalenebenben - vom Atom zum Bauteil.
Zwischen der quantenmechanischen Schrödinger-Gleichung auf der einen und der Herstellung eines realen Halbzeugs auf der anderen Seite sind zahlreiche Analyseverfahren und Simulationstechniken eingebunden, um eine ganzheitliche Vorgehensweise bei dem Werkstoffdesign zu ermöglichen. Dabei ist das übergeordnete Ziel, einen neuen Weg zur schnellen und zielgerichteten Entwicklung einer neuen Gruppe von Strukturwerkstoffen aufzuzeigen und dafür ab initio basierte sowie andere Simulationswerkzeuge für ingenieurwissenchaftliche Fragestellungen in der Werkstofftechnik weiterzuentwickeln. Dieses Ziel untergliedert sich somit in die drei folgenden langfristigen Aufgaben:
  • Entwicklung einer methodischen Vorgehensweise zur Werkstoff- und Prozessentwicklung basierend auf ab initio Ansätzen,
  • Werkstoff-Design einer neuen Klasse von Strukturwerkstoffen mit außergewöhnlichen Eigenschaftskombinationen.
  • Beschleunigung der Entwicklungszeit und Reduzierung des Aufwandes bei der Entwicklung neuer Werkstoffe und Prozesse

 

Je nach Fragestellung werden die ab initio Methoden durch klassische Methoden der Werkstoffentwicklung auf der mesoskopischen Skala ergänzt. Die Ergebnisse aus den ab initio sowie den anderen nume­rischen Berechnungen werden durch Experimente validiert. Die Modellierung wird nicht durchgehend, sondern im „scale hopping“ vorgenommen. Dabei werden auf jeder Skala lediglich die Kernmechanismen betrachtet und die Ergebnisse später über die Bestimmung der Stapelfehlerenergie zusammengeführt.