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17. Festkörpertag am 29. Januar 2016 – ein Rückblick

Am 29. Januar fand der "ZFM-Festkörpertag 2016" statt, die mittlerweile 17. Veranstaltung dieser Art. Wie üblich gab es fünf einstündige Fachvorträge von Rednerinnen und Rednern aus dem In- und Ausland. Die Gäste konnten die Vorträge wieder im Dr.-Oetker-Hörsaal des Instituts für Physikalische Chemie und Elektrochemie verfolgen, nachdem die Sanierung des Institutsgebäudes im Vorjahr abgeschlossen worden war.

1. Vortrag

Dr. Tom Willhammar, EMAT, University of Antwerp, Belgium:

"Electron Crystallography: A Voyage into the World of Zeolite and MOF Structures"

Zeolites and related materials often possess complex and intriguing atomic structures. Knowledge about these structures is essential for understanding its properties and how we can take advantage of them in new applications. Electron crystallography has several advantages over X-ray based method for structure determination. With electron crystallography it is possible to study crystals that are several orders of magnitude smaller than what can be studied by X-ray diffraction. Electron crystallography is a unique tool for characterization of crystalline materials suffering from small crystal size and complex or disordered structures. In this talk I will describe how we can use these tools for structure determination of zeolites and MOFs with complex structures.

Prof. Dr. Harald Behrens, der Sprecher des ZFM, begrüßt die Gäste und gibt einen kurzen Überblick zu den Aktivitäten des vergangenen Jahres.
Der erste Redner, Dr. Tom Willhammar, stammt aus Schweden. Als Post-Doc ist er derzeit an der Uni Antwerpen tätig, wo er sich mit Strukturaufklärung über Elektronen-Kristallographie beschäftigt. Mit 33 Jahren ist Tom Willhammar vermutlich der bisher jüngste Redner bei einem Festkörpertag gewesen.
Prof. Dr. Jürgen Caro hatte Tom Willhammar nach Hannover eingeladen. Beide Wissenschaftler verbindet die Tatsache, für ihre Arbeit einen Preis der FEZA erhalten zu haben. Hinter der Abkürzung verbirgt sich die Federation of European Zeolite Association.

2. Vortrag

Prof. Dr. Anke Blume, Elastomer Technology and Engineering, University of Twente, Netherlands: 

"Can Rubber and Thermoplasts Help Against the Greenhouse Effect?"

Car traffic has a significant share in worldwide greenhouse gas emissions. Despite many improvements in the past there is still a big potential for further reductions of the CO2 emissions. Many parts of a car can be replaced by thermoplasts or elastomers in order to reduce weight. In addition all tire producers are working on solutions to decrease the CO2 emissions, e.g. by reducing the rolling resistance. One important aspect in both areas – at least in the long term – will be the use of bio-based products.

Prof. Dr. Anke Blume studierte Chemie in Hannover und promovierte anschließend am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie (DIK). Seit 1996 arbeitet sie für die heutige Evonik Industries, im Bereich Silica und Silane für die Anwendung in Gummi. Die Professur an der Uni Twente hält Frau Blume seit 2013 inne.
Eingeladen wurde Prof. Blume von Prof. Ulrich Giese, dem derzeitigen Leiter des Deutschen Instituts für Kautschuktechnologie. Die von Prof. Blume in seinem Haus angefertigte Doktorarbeit trägt den Titel "Mechanistik und einflußnehmende Parameter der Bildung von N-Nitrosaminen bei der Herstellung und Lagerung von Vulkanisaten".
In ihren Vortrag setzte sich Prof. Blume auch mit den ambitionierten Klimaschutzzielen verschiedener Staaten und PKW-Herstellern auseinander. Vor allem der von den USA angestrebte Durchschnitts-verbrauch von 4,3 L / 100 km sorgte für Diskussionsstoff.

3. Vortrag

Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf, Institut für Werkstofftechnik, Universität Kassel, Germany:

"Additive manufacturing – Microstructure design and mechanical properties"

Additive manufacturing of metallic components allows for production of parts showing unprecedented design freedom. Based solely on data from computer aided design, parts are build layer by layer using techniques such as selective laser melting or selective electron beam melting. Due to rapid solidification from the small melt pool, microstructures can differ significantly from conventionally processed counterparts. The current paper reviews data focusing on process-microstructure-property relationships in additively manufactured alloys. It is shown that anisotropy, porosity and residual stresses are key factors for evaluation of mechanical performance. Post treatments for optimization are introduced. Finally, pathways towards the development of new materials by additive manufacturing are highlighted.

Dr. Florian Nürnberger vom Institut für Werkstoffkunde stellt seinen Gast vor: Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf von der Uni Kassel. Herr Niendorf studierte und promovierte an der Universität Paderborn, wo er auch seine erste Arbeitsgruppe leitete. Diese befasste sich mit Arbeiten zum Thema Materialermüdung.
In Paderborn übernahm Prof. Niendorf zum Schluss die stellvertretende Leitung des Lehrstuhls für Werkstoffkunde. Nach dieser Zeit wechselte er an die TU Bergakademie Freiberg, an der einer Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe der DFG vorstand. Seit Herbst 2015 ist Prof. Niendorf an der Universität Kassel tätig.
Prof. Niendorfs Vortrag widmete sich dem wachsenden Einsatz additiver Fertigungsmethoden wie z. B. dem 3D-Druck. An vielen Stellen ist dafür eine Abkehr von bewährten Verfahren zur Werkstückbearbeitung nötig: "Additiv denken" lautete die von Prof. Niendorf ausgegebene Losung. (Im Bild: Prof. Dr. Armin Feldhoff.)

4. Vortrag

Prof. Dr. Martin Schmücker, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany:

"Material Issues for Concentrated Solar Power (CSP)"

By concentrated solar radiation thermal energy can be obtained to be used for power generation or for thermal process engineering to produce e.g. "solar fuels". However, there is still a number of material issues to be resolved: Specific functional demands (e.g. high reflectivity for mirrors, high absorptivity for solar receivers, or suitable reactivity for thermochemical heat storage or thermochemical fuel production) must be fulfilled. Moreover, long-term stability under cyclic thermal load and harsh environmental conditions is required. Material issues, such as degradation of SiC absorbers under desert conditions and requirements for cyclic thermochemical processes are discussed in detail.

Prof. Dr. Martin Schmücker ging 1992, nach seiner Promotion, zum Institut für Werkstoff-Forschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln. Dort befasst er sich mit keramischen Faserverbundwerkstoffen und Methoden zur Charakterisierung von Mikrostrukturen. Daneben untersucht Prof. Schmücker auch Materialien für die solarthermische Anwendung.
Prof. Schmücker übt seit 2004 eine Lehrtätigkeit an der Hochschule Koblenz aus, 2013 ernannte ihn die Hochschule zu ihrem Honorarprofessor. Das Fach von Herrn Schmücker trägt den Titel: "Keramische Verbundwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt". Nach Hannover eingeladen hatte ihn Prof. Dr. Joseph-Christian Buhl.
Im Vortrag von Prof. Schmücker standen umweltrelevante Themen im Vordergrund, ähnlich wie bei der Präsentation von Prof. Blume (hier im Bild).

5. Vortrag

Prof. Dr. Jürgen Janek, Institute of Physical Chemistry, Justus Liebig University Giessen, Germany:

"'Solidifying' Batteries – Solid Electrolytes in Lithium (Ion) Batteries"

Solid electrolytes and solid state batteries are attracting serious interest as potential future components and storage devices. Solid electrolytes (polymer, ceramic or composites) are required to construct protected lithium anodes – in case that lithium metal anodes will become again part of lithium batteries. Batteries without any liquid electrolytes are considered as ultimately stable and safe devices, but are expected to suffer from poor kinetics and high costs. I will discuss: Are solid electrolytes necessarily worse lithium ion conductors than liquid electrolytes? Are solid electrolytes the key to ultimately long-term stable batteries? What do we know about the interface between liquid and solid electrolytes? How to construct “thick film” solid state batteries? Important research tasks in the development of solid state batteries?

Prof. Dr. Paul Heitjans lud den letzten Redner des Tages ein: Prof. Dr. Jürgen Janek aus Gießen. Wissenschaftlich ist Prof. Janek eng mit Hannover verbunden. Hier promovierte er im Jahr 1992, unter der Leitung von Prof. Dr. Hermann Schmalzried, dem damaligen Direktor des Institutes für Physikalische Chemie und Elektrochemie.
Prof. Janek leitet die Arbeits- gruppe "Festkörperionik und Elektrochemie" am Physikalisch-Chemischen Institut der Universität Gießen. Seit einigen Jahren gehört er zum inter- nationalen Forschungsnetz "Elektrochemie und Batterien" der BASF SE. Im Transregio SFB 79 der DFG "Werkstoffe für die Geweberegeneration im systemisch erkrankten Knochen" ist er Projektleiter.
Der Energiespeicherung kam in Prof. Janeks Vortrag eine zentrale Rolle zu. Die vorgeschlagenen Konzepte, die der Elektromobilität zum Durchbruch verhelfen sollen, sorgten für lebhafte Diskussionen. (Im Bild: Prof. Dr. Jürgen Caro.)

Bildnachweis

Porträtbilder der Referentinnen und Referenten: privat

Übrige Bilder: Christian Schröder