Forschung für ein innovatives Werkstoffdesign

Die Werkstoffwissenschaftlerin Dr. Hanka Becker von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg hat im renommierten Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zwei Millionen Euro Forschungsgelder eingeworben.

Foto: Uni Magdeburg / Jana Dünnhaupt

Dr. Hanka Becker von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg hat im Rahmen des renommierten Emmy Noether-Programms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zwei Millionen Euro Forschungsgelder erhalten. Die Expertin für metallische Werkstoffe wird in den nächsten sechs Jahren untersuchen, wie Aluminiumlegierungen, die in verschiedenen Bauteilen im Verkehrssektor, Bauwesen, Maschinen- und Anlagenbau sowie im Haushalts- und Freizeitbereich eingesetzt werden, umweltfreundlich und energiesparend recycelt werden können, um sie anschließend ohne Qualitätsverlust wiederzuverwenden.

Recyclingfähiges Kunstleder aus biobasiertem PBS

Bis zu 95 % weniger Energie beim Einsatz von recycelten Aluminiumlegierungen

Nach Aussage der Ingenieurin, die seit dem 1. Juni dieses Jahres am Institut für Werkstoff- und Fügetechnik der Universität Magdeburg forscht, spart die Aufbereitung von recycelten Aluminiumlegierungen im Vergleich zur Produktion von Primäraluminium 95 % Energie. Der Grund für diese enorme Differenz liegt in dem energieintensiven Prozess der Sauerstoffabtrennung vom Aluminium bei der Primäraluminiumgewinnung. Die große Herausforderung beim Recycling von Aluminiumlegierungen bestehe darin, unerwünschte Verunreinigungen und Werkstoffbestandteile zu entfernen oder zu untersuchen, wie man mit nicht entfernbaren Resten umgehen sollte. Diese Verunreinigungen, die entweder bereits in den zu recycelnden Legierungen vorhanden sind oder durch den Recyclingprozess entstehen, beeinflussen die mechanischen und funktionellen Eigenschaften und führen zu einer verminderten Qualität des wiederverwendeten Aluminiums. „Die Erforschung des Umgangs von Verunreinigungs- und Begleitelementen, die unvermeidlich während des Recyclingprozesses auftreten, ist für die Qualität der recycelten Aluminiumlegierungen von großem Interesse“, beschreibt Dr. Hanka Becker ihren Forschungsansatz.

Neue Pulver machen den 3D-Druck noch smarter

Neue Legierungsfamilien aus recyceltem Aluminium

In ihrem nun mithilfe des Emmy-Noether-Programms geförderten Projekt „Neue Legierungsfamilien aus recyceltem Aluminium für Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung“ leitet die Wissenschaftlerin eine Forschungsgruppe und untersucht, wie die durch Abnutzung von Werkzeugen bei der Verarbeitung oder durch nicht ideale Schrottseparierung eingebrachten metallischen Verunreinigungs- und Begleitelemente im Werkstoff unschädlich gemacht bzw. reduziert werden können. „Die Beantwortung dieser Frage ist wegweisend für die industrielle Verarbeitung von recycelten Aluminiumlegierungen. Immer mehr der weltweit eingesetzten Aluminiumprodukte erreichen jetzt das Ende ihrer Einsatzdauer und müssen im Sinne von Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung sowohl von Primäraluminium als auch Energie in einen Kreislauf eingehen“, so die Nachwuchswissenschaftlerin.

Biobasierte Materiallösungen: Pflanzenbasierte Rohstoffe ersetzen Erdöl

Umfassendes Versuchsprogramm

Dr. Becker und ihr Team planen ein umfassendes experimentelles Versuchsprogramm. Laut Hanka Becker zielt das Projekt darauf ab, die inneren Strukturen von zunächst im Labor hergestellten Aluminiumlegierungen und später von technischen Legierungen mit neuartigen Veredlern, sogenannten Kornfeinern, zu verändern und zu beeinflussen. Diese Kornfeiner werden der metallischen Schmelze hinzugefügt, um die Körner des Werkstoffgefüges zu verkleinern. Je kleiner die Körner sind, umso geringer ist auch in den Aluminiumlegierungen der Einfluss derjenigen Körner, in denen die Verunreinigungen gebunden sind“, erklärt die Werkstoffexpertin. Ihr Ziel ist es, recycelte Aluminiumlegierungen für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an den Werkstoff zu entwickeln.

So werden Kunststoffe biologisch abbaubar gemacht

Kurzvita

Hanka Becker, geboren in Eisenhüttenstadt, studierte Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie an der TU Bergakademie Freiberg. 2018 promovierte sie (Doktorvater: Prof. Andreas Leineweber) und absolvierte Forschungsaufenthalte an der Norwegian University of Science and Technology, NTNU (Trondheim, Norwegen) und der Technical University of Denmark, DTU, Lyngby, Dänemark. Mit Unterstützung des Emmy Noether-Programms wechselte sie an die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, an das Institut für Werkstoff- und Fügetechnik.

DSo wird synthetischer Kautschuk “grün“as Emmy Noether-Programm

Das Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bietet hochqualifizierten Nachwuchswissenschaftler*innen die Chance, durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe über sechs Jahre hinweg, sich für eine Hochschulprofessur zu qualifizieren. Benannt nach einer der bedeutendsten Mathematikerinnen des 20. Jahrhunderts, war Emmy Noether eine der ersten Frauen, die sich in Deutschland habilitieren durften. 1930 ging sie in die USA, wo sie am Women’s College Bryn Mawr und in Princeton lehrte. Sie war mit Albert Einstein befreundet und verstarb 1935 in den USA.