Forschergruppe FOR 1509 -- 2. Phase
Mitarbeiter der Forschergruppe
Teilprojekt P1
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Design und Analyse funktioneller Komposit-Materialien mit verzerrungsinduzierter magneto-elektrischer Kopplung
(J. Schröder, D. Brands)
- Erfüllung der mikroskopischen Randbedingungen in schwacher Form
- Imperfekte Phasengrenzflächen (P4, P5), algorithmisch konsistente Umsetzung
- Modellierung des nicht-linearen ferroischen Materialverhaltens und Validierung anhand von experimentellen Daten
Teilprojekt P2
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Experimentelle Charakterisierung magneto-elektrisch koppelnder Komposite
(D. C. Lupascu, H. Wende)
- Ergänzung der Datensätze zum makroskopischen Materialverhalten
- Charakterisierung der mesoskopischen Materialkopplungen mittels AFM, PFM, MFM, KPFM und Raman-Spektroskopie, auch Mikro-Raman
- Analyse der Effekte an der Grenzfläche zwischen magnetostriktiver und piezoelektrischer Phase: Ortsabhängigkeit der Kopplung, Raumladungen, mechanische Integrität, elektrische Potentiale, Halbleitereigenschaften
- Mikroskopisches Verständnis der magnetoelektrischen Kopplung in Nanokompositen mit SQUID, XMCD, XLD und Mössbauer-Techniken u. a. auch unter Einbeziehung von dünnen und dicken Komposit-Schichten
Teilprojekt P3
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Modellierung und Homogenisierung magneto-mechanischen Materialverhaltens auf verschiedenen Skalen
(C. Miehe, M.-A. Keip)
- Variationelle Homogenisierungsmethoden zur Analyse magneto-mechanischer Kopplungseffekte in dissipativen, magneto-rheologischen Elastomeren
- Analyse von Struktur- und Materialstabilitätsproblemen von magneto-mechanisch koppelnden Elastomermaterialien im variationellen Rahmen
- Modellierung von Bruchvorgängen in magneto-rheologischen Elastomeren mit Phasenfeldmodellen für regularisierte Diskontinuitäten
Teilprojekt P4
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Untersuchung von Größeneffekten in ferroischen Materialien mittels Phasenfeldsimulationen
(R. Müller, B.-X. Xu)
- Polungsverhalten dünner Schichten (3D) → Größeneffekte
- Phasenfeldmodell der Grenzfläche zwischen magnetischer und elektrischer Phase
- Makroskopische Modellierung von Größeneffekten
Teilprojekt P5
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Molekularstatische Methoden zur Simulation von Ferroelektrika
(P. Steinmann)
- Simulation von ferroelektrischen Phänomenen mittels molekularstatischer Methoden
- Temperaturabhängiges Core-Shell Modell
- Parameteridentifikation für Phasenfeldmodelle und Validierung anhand experimenteller Daten
Teilprojekt P6
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Mikrostrukturelle Interaktionen und Umklappvorgänge in Ferroelektrika
(A. Menzel, B. Svendsen)
- Laminat-basiertes Mischungsmodell: effiziente Algorithmen für Ungleichungsnebenbedingungen, Erweiterung um Grenzschichtenergien
- Regularisierte Level-Set Formulierung zur Simulation der ortsaufgelösten Mikrostrukturentwicklung, Kalibrierung für Einkristalle
- Simulation von Oligokristallen basierend auf den entwickelten Finite-Elemente-Modellen und Vergleich mit experimentellen Daten
Teilprojekt P7
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Numerische Relaxierung zur Beschreibung der Mikrostrukturentwicklung in funktionalen magnetischen Werkstoffen
(B. Kiefer, T. Bartel)
- Finite-Elemente-Implementierung des in der ersten Förderperiode entwickelten Materialmodells, Simulation inhomogener Randwertprobleme
- Modellerweiterungen: vollständige 3D Formulierung, Berücksichtigung magnetischer Kompatibilität an Grenzflächen durch Laminate höherer Ordnung
- Anwendung auf andere magnetostriktive Materialsysteme (CoFe2O4, Terfenol-D), experimentelle Validierung, Vergleich mit anderen Modellierungszugängen: Phasenfeld, Mischungstheorie und Stabilitätskriterien