DTU skal forske i metaltræthed
Der findes ingen modeller, der kan beskrive, hvad der egentlig sker i materialet. Billeder af et mikroskopisk udsnit af en nikkelklods opførte sig ikke, som materialeforskere rundt om i verden hidtil havde troet. Ingen eksisterende ligninger eller matematiske modeller kunne beskrive det, Christian F. Niordson så. Det vil han rette op på.
- Jeg kunne se, at materialet opførte sig ujævnt, og deformationerne var inhomogene. Vores materialemodeller baserer sig i dag på jævne og homogene deformationer. Men nu ser vi, at dette er langt fra virkeligheden. Der opstår en langt mere kompleks struktur i materialet, end vi hidtil troede, forklarer Christian F. Niordson og peger på sin pc-skærm, hvor han har billederne af eksperimentet, som blev foretaget af Niordsons samarbejdspartner i USA, Jeffrey W. Kysar fra Columbia University.
Eksperimentet gik ud på at presse en spids – en såkaldt indenter – ned i nikkel for derefter at studere, hvordan materialet blev deformeret af belastningen. Ved hjælp af en ny højopløsningsmetode til at fotografere nikkelet, High Resolution Electron Backscatter Diffraction, er det muligt at se, hvad der sker i materialet på mikro- og nanoniveau.
- I stedet for at nikkelet deformeres jævnt, så ser vi en struktur af lameller inde i metallet, hvor nogle lag er deformerede, mens der i andre lag af lameller lige ved siden af slet ikke sker nogen deformation, forklarer Christian F. Niordson.
På det sidste billede, hvor der er zoomet allermest ind på nikkelet, fremstår det deformerede metal som et helt netværk af forgreninger, der nærmest minder om et nærbillede af blodkar.
Det fascinerer en matematiker og materialeforsker som Christian F. Niordson:
- Der findes ingen matematiske modeller, som beskriver det, vi ser her. Vi har intet, der forklarer, hvad der sker inde i metallet.
Christian F. Niordsons mission de næste fire år, er at finde disse matematiske modeller. Takket være et Sapere Aude-legat på 7,2 mio. kr. fra Det Frie Forskningsråd kan materialeforskeren på DTU Mekanik være den, der beriger verden med de matematiske modeller, der forklarer metallets opførsel på mikro- og nanoniveau. Legatet gør det muligt for Niordson at ansætte en postdoc og to ph.d.-studerende samt etablere et tættere samarbejde med sin amerikanske kollega, som bl.a. kan få finansieret sine rejser til DTU.
Lektorens ambition er, at forskningen i materialemodellerne på sigt vil føre til en større indsigt i bl.a. metaltræthed. Modellerne skal kunne hjælpe forskerne til at forudsige, hvor meget man kan belaste materialet. Det kan for eksempel bruges til at forudsige levetiden af de små lodninger i et høreapparat. mola
