Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH

Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH

Von Legierungen für den automobilen Leichtbau und Flugzeugturbinen, über Materialien für eine nachhaltige Energiegewinnung und –speicherung bis hin zur Entwicklung von Big Data- und Machine Learning-Methoden – solch vielfältigen Projekten widmen sich die Wissenschaftler des Düsseldorfer Max-Planck-Instituts für Eisenforschung. Das Team aus Ingenieuren, Werkstoffwissenschaftlern, Physikern und Chemikern entwickelt maßgeschneiderte Werkstoffe und Methoden für Mobilität, Energie, Infrastruktur und Information und erforscht zu diesem Zweck komplexe Materialien in realen Umgebungsbedingungen mit atomarer Präzision. Dabei ist die Struktur des Instituts innerhalb der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) einzigartig, denn neben der MPG, beteiligt sich auch das Stahlinstitut VDEh an der Grundfinanzierung des Instituts. Diese Co-Finanzierung ermöglicht eine anwendungsnahe Grundlagenforschung zu aktuellen Themen.

Kontakt

Max-Planck-Str. 1
40237 Düsseldorf
Telefon: +49 211 6792-0
Fax: +49 211 6792-440

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS for Interface Controlled Materials for Energy Conversion

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Abteilung Struktur und Nano-/Mikromechanik von Materialien

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Abteilung Computergestütztes Materialdesign

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Abteilung Mikrostrukturphysik und Legierungsdesign

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Abteilung Grenzflächenchemie und Oberflächentechnik

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Sechs Max-Planck-Wissenschaftler erhalten hohe EU-Förderung

Advanced Grants des ERC mit jeweils bis zu 2,5 Millionen Euro verliehen

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Vier junge Max-Planck-Wissenschaftler erhalten in diesem Jahr den Heinz Maier-Leibnitz-Preis

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Dank einer neuen Strategie in der Entwicklung von mit Stahl verwandten Materialien schließen sich hohe Festigkeit und Duktilität nicht mehr gegenseitig aus

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Nanoperlen für die Stahlschmiede

Die Kristallstruktur von Metallen kann sich an Liniendefekten ändern, was die Eigenschaften der Materialien beeinflussen dürfte

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Haut mit hohem Rostschutzfaktor

Korrosion verzehrt in den Industrienationen jährlich bis zu vier Prozent der Wirtschaftsleistung. Wissenschaftler um Martin Stratmann und Michael Rohwerder am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf entwickeln Kunststoffschichten, die etwa Stähle vor Rost bewahren und sich selbst heilen, wenn sie beschädigt werden.

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Mitten im Ersten Weltkrieg wurde 1917 das Kaiser-Wilhelm-Institut für Eisenforschung gegründet. Es sollte ein Innovationslabor für die deutsche Stahlindustrie werden und entwickelte sich zu einem Zentrum kriegstechnischer Wissensproduktion. Seine Geschichte offenbart das Risiko anwendungsorientierter Grundlagenforschung in wirtschaftlichen und politischen Krisenzeiten.

Max-Planck-Wissenschaftler kooperieren mit Partnern in rund 120 Ländern dieser Erde. Hier schreiben sie über persönliche Erlebnisse und Eindrücke. Die Materialwissenschaftlerin Jiali Zhang vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf verbrachte im Rahmen ihrer Postdoc-Zeit neun Monate am US-amerikanischen Massachusetts Institute of Technology. Sie war von der am Institut herrschenden Schwarmintelligenz fasziniert.

Dem 3D-Druck gehört die Zukunft. Aber noch lässt sich aus den dafür verwendeten Werkstoffen und den Fertigungsprozessen nicht das Optimum herausholen. Daher arbeiten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung in Düsseldorf gemeinsam mit Kollegen des Aachener Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT daran, dem neuen Verfahren aus den Kinderschuhen zu helfen.

Die enormen Entwicklungen im Bereich von Speicherung, Übertragung und Auswertung gewaltiger Datenmengen, der sogenannten Big Data, führen nicht nur zu einer rasanten Veränderung unseres Alltags, es entsteht auch eine neue Dynamik in der Wissenschaft: Forschungsfelder werden neu definiert, traditionelle Abgrenzungen etablierter Fachbereiche verlieren ihre Bedeutung.

Autoblech, Tragfläche oder Turbinenschaufel – Legierungen werden heute für jeden Zweck maßgeschneidert. Rund 2500 Stähle gibt es bereits, und es werden ständig mehr. Auch Jörg Neugebauer und Dierk Raabe, Direktoren am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf, entwickeln neue Sorten und nutzen dabei nicht zuletzt die Gesetze der Quantenwelt.

Korrosion verzehrt in den Industrienationen jährlich bis zu vier Prozent der Wirtschaftsleistung. Substanzen, die Metalle wirkungsvoll vor ihrem zerstörerischen Werk schützen, belasten oft die Umwelt oder haben andere Nachteile. Daher entwickeln Wissenschaftler um Martin Stratmann und Michael Rohwerder am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf Kunststoffschichten, die etwa Stähle vor Rost bewahren und sich selbst heilen, wenn sie beschädigt werden.

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Knochenähnliche Eigenschaften von Stahl verhindern Materialermüdung  

2018 Dirk Ponge, Dierk Raabe

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften

Materialien, die zyklischer Belastung ausgesetzt sind, sind anfällig gegenüber Materialermüdung und -bruch. Ein internationales Team rund um Materialwissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung hat einen neuen Stahl entwickelt, der sich am lamellenartigen Aufbau des Knochens orientiert und damit eine Rissbildung auf Mikroebene, die zur Materialermüdung führen würde, verhindert.

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Metallische Materialien bilden das Rückgrat heutiger Industriegesellschaften, die ihre Wettbewerbsfähigkeit auf der Bereitstellung effizienter Verfahren zur Energieumwandlung, sicherer und gewichtsreduzierter Mobilität sowie Fertigung komplexer High-Tech Produkte und Industrieverfahren gründen. Neue maßgeschneiderte Materialien werden mithilfe von Computerberechnungen entwickelt und Materialeigenschaften begleitend mit der Atomsonde untersucht. Mit diesem Ansatz werden neue Hochleistungsmaterialien auf der Basis der atomaren Bausteine der Materie entworfen.

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Einblicke in das komplexe Wechselspiel magnetischer und atomarer Anregungen eröffnen neue Wege im Design innovativer Kühlmaterialien

2016 Hickel, Tilmann; Körmann, Fritz; Dutta, Biswanath; Grabowski, Blazej; Neugebauer, Jörg

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften

Die Verwendung des Computers zur systematischen Suche nach neuen Materialien sowie die Entwicklung der dazu notwendigen hochgenauen Simulationsalgorithmen ist eine Hauptausrichtung des MPI für Eisenforschung. Dieses Vorgehen wird hier am Beispiel magnetokalorischer Materialien erläutert, die erforscht werden, um zu neuen energieeffizienten Konzepten in der Kühltechnik zu gelangen. Hierbei wird das komplexe Wechselspiel von zwei thermischen Anregungsmechanismen – die Schwingung der Atome im kristallinen Gitter und die Unordnung der magnetischen Momente – analysiert und gezielt ausgenutzt.

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Nanostrukturierte Materialien als Schlüssel für alternative Energiequellen

2015 Dennenwaldt, Teresa; Scheu, Christina

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften

Der stetig ansteigende Energieverbrauch und die Abnahme fossiler Brennstoffe erfordert die Erforschung alternativer, kostengünstiger und umweltverträglicher Materialien für die Energiegewinnung und -speicherung. Hierfür eignen sich diverse nanostrukturierte Materialien. Der Zusammenhang zwischen Morphologie, chemischer Zusammensetzung und Eigenschaften der Nanostrukturen wird mithilfe der analytischen Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) in der unabhängigen Forschungsgruppe „Nanoanalytik und Grenzflächen“ am Max-Planck-Institut für Eisenforschung untersucht.

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Auf Biegen und Brechen – Mikromechanik an miniaturisierten Materialien

2014 Kirchlechner, Christoph; Dehm, Gerhard

Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften

Werkstoffe unterschiedlicher Natur sind im Alltag extremen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die letztendlich ihre Lebensdauer bestimmen. Wie lange kann man Werkstoffe wiederkehrenden Belastungen aussetzen? Verhalten sich miniaturisierte Werkstoffe genauso wie makroskopische Werkstoffe? Gibt es neue mechanische Effekte bei Materialgrößen im Nanometerbereich? Antworten auf diese grundlegenden Fragen zu bekommen und zur Entwicklung robusterer Werkstoffe zu nutzen ist das Ziel der Forschung der neuen Arbeitsgruppe Nano- und Mikromechanik am MPI für Eisenforschung.

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