Das DFG-Vorhaben „Atomistische Simulationen der druckinduzierten Phasenumwandlung in Eisenlegierungen“ ist für die Dauer von 3 Jahren in der AG Computational Material Sciences/Engineering unter der Leitung von Professorin Nina Merkert bewilligt worden. Das Projekt hat einen Umfang von rund 370.000 Euro.
Materialien unter Hochdruckbedingungen verändern ihre Mikrostruktur, die elektrostatischen Wechselwirkungen und die chemische Bindung. Insbesondere die Hochdruckphase von Eisen wurde eingehend untersucht, da sie in vielen Bereichen von der Geophysik bis zu den Ingenieurswissenschaften allgegenwärtig ist. Eisen zeigt bei etwa 13 GPa eine druckinduzierte Phasenumwandlung von der kubisch-raumzentrierten in die hexagonal dichtest gepackte Phase. Die Rolle der Zwischengitter- und Legierungselemente im druckinduzierten Umwandlungsprozess sowie der Einfluss des Magnetismus auf die Wechselwirkung zwischen Plastizität und Phasenumwandlung sind jedoch noch unklar. Insbesondere die Rolle von Wasserstoff bei der Umwandlung ist offen, obwohl die Umwandlung in wasserstoffbeladenen Proben von drastischen Änderungen des Einheitszellvolumens begleitet wird. Ein Ziel dieses Projekts ist es daher, die Auswirkungen der interstitiellen Elemente Wasserstoff und Kohlenstoff in Eisen durch Molekulardynamiksimulationen zu untersuchen, um wichtige morphologische Veränderungen wie die Wasserstoffversprödung zu erklären. Darüber hinaus werden wir die magnetische Struktur während der druckinduzierten Umwandlung analysieren, um die Verformungs- und Umwandlungseigenschaften auf der Grundlage der magnetischen Struktur zu beschreiben.
