Das Institut für Werkstoffforschung

Im Institut für Werkstoffforschung des Helmholtz-Zentrum Geesthacht in Geesthacht arbeiten mehr als 160 Mitarbeiter in den 4 Geschäftsbereichen "Werkstoffmechanik", "Werkstoffphysik", "Werkstofftechnologie" und "Magnesium Innovations Center MagIC".

Eingebunden in die Helmholtz-Forschungsbereiche "Schlüsseltechnologien" und "Struktur der Materie" entwickeln die Geesthachter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Institut für Werkstoffforschung ultraleichte Werkstoffe und innovative Prozesstechnologien für die Anwendungsfelder Luft- und bodengebundener Verkehr, Implantologie und regenerative Medizin, sowie Energiespeicherung und -umwandlung.

Mit diesem Anwendungsfeld befassen sich gegenwärtig ca. 50% der Mitarbeiter des Instituts. Die Aktivitäten umfassen die Entwicklung von neuen Mg- und TiAl-Legierungen, die den hohen Anforderungen des Ultra-Leichtbaus Rechnung tragen, der Entwicklung von Prozesstechnologien, insbesondere Gießwalzen und Fügeverfahren zur wirtschaftlichen und Ressourcen schonenden Herstellung von Halbzeugen und Leichtbaukomponenten, sowie der Bereitstellung von experimentellen und computergestützten Optimierungs- und Bewertungsverfahren für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Material und Strukturen.

Im Hinblick auf die alternde Gesellschaft werden mit der Entwicklung biologisch abbaubarer Magnesium-Legierungen und Metallpulver-Spritzgussverfahren neuartige Wege zur Herstellung von medizinischen Bauteilen wie Wirbelschrauben beschritten. Mit Hilfe solcher Implantate können Mobilität und Lebensqualität bis ins hohe Alter aufrecht erhalten werden.

Für die zukünftige Wasserstoffwirtschaft werden Polymer basierte Membranen für die Wasserstofferzeugung, -abtrennung, -aufbereitung und für neuartige Brennstoffzellen erforscht. Als Speichermaterialien werden Leichtmetall-Hydride mit besonders hoher Speicherkapazität werden für mobile und stationäre Anwendungen entwickelt. Als jüngstes Themenfeld wurden neuartige nanostrukturierte Metalle aufgenommen, die hinsichtlich ihrer Möglichkeiten erforscht werden, elektrische Energie in kurzer Zeit zu speichern und verfügbar zu machen oder aktorische bzw. sensorische Funktionalitäten zu realisieren.

Ob neu entwickelte Werkstoffe halten, was Sie versprechen, wird zunehmend interdisziplinär erforscht. So werden am German Engineering Materials Science Centre (GEMS) an verschiedenen Neutronen- und Röntgen-Strahlungs-Streuinstrumenten Nano- und Mikrostrukturen in Werkstoffen oder Biomaterialien analysiert. Die Instrumente, die Neutronen nutzen, befinden sich an der Außenstelle des Helmholtz-Zentrums Geesthacht am FRM II in Garching bei München. Komplementäre Untersuchungen unter Anwendung sehr intensiver Röntgenstrahlung, der so genannten „Synchrotronstrahlung“, werden an der Hochenergie-Werkstoffforschungs-Beamline HARWI II am DORIS II Ring, an der High Energy Materials Science (HEMS), der Imaging (IBL) und der BIOSAXS Beamline am PETRA III Ring an der Außenstelle des Helmholtz-Zentrums Geesthacht am DESY in Hamburg durchgeführt.