Entwicklung magnetischer Magnesiumlegierungen mit sensorischen Eigenschaften

Magnetische Magnesiumlegierungen ermöglichen eine messtechnische
Online-Erfassung von Bauteilbeanspruchungen aufgrund von Änderungen ihrer magnetischen
Eigenschaften unter mechanischer Belastung. Dieses sensorische Verhalten
wird durch das Legieren der Magnesiumschmelze mit dem ferromagnetischen Element
Kobalt hervorgerufen, welches nicht zu den für Magnesium üblichen Legierungszusätzen
gehört. Der hohe Schmelzpunkt und die schlechte Löslichkeit von Co in Mg führen
zu einigen Herausforderungen an die gießtechnische Herstellung der magnetischen
Magnesiumlegierungen. Darüber hinaus sind die Auswirkungen von Kobaltgehalten im
Bereich einiger Massenprozent auf die magnetischen und mechanischen Eigenschaften
von Mg-Co-Legierungen in der Literatur nur unzureichend dokumentiert. Zudem sind die
Wechselwirkungen von Co mit nichtmagnetischen Legierungselementen wie Aluminium
und Zink, die zur Festigkeitssteigerung von Magnesiumlegierungen eingesetzt werden,
bislang ungeklärt. Im Rahmen dieser Arbeit werden deshalb kobalthaltige binäre und
höherwertige Mg-Co-Legierungen hergestellt und bezüglich ihrer magnetischen und
mechanischen Eigenschaften sowie des Korrosionsverhaltens charakterisiert. Der Einfluss
relevanter Verfahren zur Herstellung von Magnesium-Gussbauteilen und Profilen
auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften der geeigneten Legierungen wird ebenfalls
untersucht. Das Ziel ist die Entwicklung neuer Leichtbauwerkstoffe zur Funktionalisierung
von Magnesiumbauteilen mit sensorischen Eigenschaften.