Das Institut für Materialphysik im Weltraum ist eines der führenden Institute weltweit in der Erforschung grundlegender physikalischer Eigenschaften und der Erstarrung metallischer Flüssigkeiten, weicher Materie, sowie granularer Systeme. Es wird ein ganzheitlicher Ansatz verfolgt, der Arbeiten im Labor und in Schwerelosigkeit mit Computersimulationen und Theorie zum physikalischen Verständnis der auftretenden Phänomene verknüpft.

Globale Herausforderungen im Bereich Klima, Energie und Rohstoffverfügbarkeit rücken Ansätze für eine umfassende Kreislaufwirtschaft stärker in den Fokus. Die erneute Nutzung von Materialien ermöglicht die Verringerung des Einsatzes von Primärrohstoffen. Hier setzt das DLR Impulsprojekt MaTiC-M (Methods and Technologies for an intelligent Circularity of Materials) übergeordnet an. Das Teilprojekt zu alternativen Verwertungsrouten soll im Rahmen der vorliegenden Ausschreibung bearbeitet werden. Als ein Use Case wird dabei u. a. die Weiterverwendung metallischer Komponenten aus dem Motorenbereich der Fahrzeugindustrie in den Fokus genommen. Hier soll ein Ansatz computerbasierten Rapid-Alloy-Developments im Sinne eines Trans-Cyclings für die Luftfahrtindustrie gemeinsam mit Partnern des DLR entwickelt und verifiziert werden.

Im Rahmen des Promotionsvorhabens soll verfügbares Altmetall neu legiert werden, um vorgegebene Eigenschaften mit dieser potentiellen Sekundärlegierung zu erreichen. Der Fokus wird auf Aluminiumlegierungen liegen. Die computerbasierten Vorhersagen sollen mit experimentell ermittelten thermophysikalischen Eigenschaften (Viskosität, Oberflächenspannung) verifiziert werden. Das Erstarrungsverhalten ist mit Fokus auf die Phasenbildung und -wachstum zu untersuchen. In einem nächsten Schritt sollen mit der Sekundärlegierung in einem additiven Fertigungsverfahren Prüfkörper hergestellt werden, die in Kooperation auf ihre mechanischen Eigenschaften hin untersucht werden. Zusätzlich ist das Korrosionsverhalten der Testkörper im Rahmen der vorliegenden Arbeit zu bestimmen.

Die Promotionsarbeit erfordert sowohl praktisches Geschick beim Aufbau und der Durchführung von Experimenten, als auch die Bereitschaft Kenntnisse in verschiedenen Softwareanwendungen und in der Datenverarbeitung zu erlernen.

• Sie konzipieren, planen und führen wissenschaftliche Experimente durch zur Untersuchung thermophysikalischer Eigenschaften und des Erstarrungsverhaltens von Aluminiumwerkstoffen (Dynamische Differenz-Kalorimetrie (DSC), Levitationsmethoden, Laser-Flash Analyse (LFA))
• Sie charakterisieren deren Mikrostruktur mit bildgebenden und diffraktiven Methoden im Labor und an Großforschungsanlagen (EDX, EBSD, XRD)
• Sie werten die Ergebnisse wissenschaftlich aus und identifizieren Verbesserungspotentiale bei den Experimenten und der Legierungszusammensetzung
• Sie nehmen an Projekttreffen teil und stellen die Ergebnisse vor
• Sie verfassen wissenschaftliche Veröffentlichungen und halten Präsentationen auf nationalen und internationalen Konferenzen