Photoakustische Bildgebung und verformte Verbundwerkstoffe

In seiner Dissertation erforschte Doktor Deniz Kurumlu (Fakultät für Maschinenbau) Leichtmetallmatrix-Verbundwerkstoffe, die in der Luft- und Automobilindustrie immer mehr an Bedeutung gewinnen. Mithilfe verschiedener mikroskopischer und mechanischer Untersuchungsmethoden konnte er zentrale Aspekte eines theoretischen Modells untersuchen, das die Verformung dieser Materialien bei hohen Temperaturen beschreibt.

Bei der photoakustischen Bildgebung treffen sehr kurze und energiereiche Lichtpulse auf ein Gewebe, das sich erwärmt und ausdehnt. Dabei entstehen Schallwellen, die von Ultraschallwandlern erfasst und abgebildet werden können. Die breite Anwendung des Verfahrens scheiterte bislang am Einsatz teurer und unhandlicher Festkörperlaser.

Mienkina gelang es, mit preiswerten und kompakten Laserdioden eine vergleichbare Bildqualität zu erzielen wie mit Festkörperlasern. Um das richtige Maß an Nutzinformationen zu liefern, verwendete er speziell kodierte Pulsfolgen zur Beleuchtung. Diese erlaubten auch den zeitgleichen Einsatz mehrerer verschiedenfarbiger Lichtquellen. Indem der Forscher diese Lichtquellen getrennt entschlüsselte, konnte er zeitsparend mehr Gewebeinformationen gewinnen als mit einer einzigen Lichtquelle.

Leichtmetallmatrix-Verbundwerkstoffe sind verschleißarm und temperaturbeständig. Bei hohen Temperaturen, wie zum Beispiel im Automotor, können sie sich jedoch verformen. Wie diese Hochtemperaturverformung im Werkstoffinnern abläuft, untersuchte Kurumlu während seiner Promotion. Mit einer neuen Miniaturversuchstechnik konnte der RUB-Ingenieur materialsparend und ortsgenau Proben aus Bauteilen entnehmen und diese auf ihre mechanischen (Hochtemperatur-)Eigenschaften hin prüfen. Außerdem untersuchte er die Mikrostruktur der Werkstoffe erstmals im unbelasteten, geglühten und hochtemperaturverformten Zustand.

Der Eickhoff-Preis wird am 8. Juli 2011 verliehen.


COMPAMED.de; Quelle: Ruhr-Universität Bochum