SPP 1594 - Topological Engineering of Ultrastrong Glasses
Topological anisotropy

Projektleiter:
Prof. Erik Bitzek, Erlangen
Prof. Erdmann Spiecker, Erlangen
Prof. Lothar Wondraczek, Jena

Doktoranden:
Venkata Naga Sudheer Ganisetti (Simulation)
Kristin Griebenow (Sample Preparation / Synthesis)

E-Mail der wissenschaftlichen Mitarbeiter:


weitere Projektbeteiligte:
Dr. Mirza Mackovic (TEM Analyses)

Projektbeschreibung:
Im Forschungsvorhaben sollen folgende Fragestellungen untersucht werden: Welche Prozesse führen zum Auftreten von Anisotropie in Silikatgläsern? Wie lässt sich topologische Anisotropie am besten charakterisieren? Wie beeinflusst topologische Anisotropie die Materialantwort unter mechanischer Belastung? Zu diesem Zweck werden sowohl Experimente auf der Makroskala als auch in-situ nanomechanische Tests im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) durchgeführt und mit atomistischen Simulationen kombiniert. Im Einzelnen sind die Hauptziele der experimentellen Arbeiten die Erzeugung von Oxidgläsern mit definierter Anisotropie, die detaillierte Charakterisierung ihres Aufbaus, sowie die Bestimmung der richtungsabhängigen mechanischen Eigenschaften. Ziele der atomistischen Rechnungen sind die Charakterisierung der topologischen Anisotropie auf atomarer Skala, die Untersuchung der Mechanismen, welche zur Einstellung einer anisotropen Topologie führen sowie die Bestimmung der richtungsabhängigen mechanischen Eigenschaften.

The aim of this proposed research project is to study how anisotropy develops in silicate glasses, how it can be characterized on a topological level, and how topological anisotropy affects the stress-strain response and toughness of silicate glasses. For this purpose, we will combine experimental investigations on the macroscale with in-situ nanomechanical testing in the transmission-electron microscope (TEM) and atomistic computer simulations. In detail, the key objectives for the experimental work are the production of bulk anisotropic oxide glasses, the detailed characterization of their structure and the determination of their (direction-dependent) mechanical properties. The atomistic simulations will focus on characterizing the topological anisotropy and studying the mechanisms which lead to anisotropy, as well as on determining the direction dependent mechanical properties as function of anisotropy.


letzte Änderung : 05.03.2015