Biegen und Brechen im Supercomputer: Duktile Verformungen und spröde Brüche von Kristallen

Abstract

Ob sich ein Material unter Krafteinwirkung duktil verformt oder spröde bricht, hängt davon ab, wie sich in ihm Defekte ausbreiten. Um das zu untersuchen, „zerstören” wir in Supercomputer-Simulationen Nanokristalle, die bis zu einer Milliarde virtueller Atome enthalten. Die Simulationen zeigen zum Beispiel, wie sich Risse an der Grenzfläche zwischen einem härteren und einem weicheren Material ausbreiten. Sie erlauben auch nie zuvor gesehene Einblicke in die mikroskopischen Prozesse während der duktilen Verformung eines Metalls: Das kollektive Verhalten von vielen tausend Versetzungen führt zu einer Kaltverfestigung des Kristalls. Er wird spröde und bricht.