TY  - THES
AB  - Vom Elektroauto bis zum Implantat sind es spezialisierte Werkstoffe und vor allem metallische Legierungen, welche kontinuierlich Innovationen vorantreiben. Jede Änderung der elektronischen Struktur durch die chemische Zusammensetzung, der thermodynamischen Phasenstabilität durch die Temperatur oder der Defektdichte und der Kornstruktur durch mechanische Bearbeitung kann die makroskopischen Materialeigenschaften beeinflussen. Die intrinsische Hierarchie der Materialien ermöglicht ein anwendungsspezifisches Materialdesign und spezifische Anpassungen einzelner Materialeigenschaften. Eine der verbleibenden Herausforderungen ist es, diese Struktur-Eigenschafts-Beziehung gezielt auszunutzen und langlebige, energetisch stabile Konfigurationen von metastabilen und instabilen zu unterscheiden. Ein Ansatz, diese Herausforderung zu adressieren, sind ab initio thermodynamische Simulationen, die parameterfreie - ab initio - Modelle aus der Quantenchemie mit physikalischen Modellen der Thermodynamik kombinieren, um temperatur-, druck- und konzentrationsabhängige freie Energien zu berechnen. Basierend auf diesen freien Energien quantifiziert das Phasendiagramm, welche thermodynamische Phase bei gegebener Konzentration, Druck und Temperatur energetisch stabil ist. Mit diesem theoretischen Ansatz wird die Anzahl der erforderlichen experimentellen Messungen reduziert. Dies beschleunigt das anwendungsspezifische Materialdesign. Die derzeitige Einschränkung der ab initio Thermodynamik ist jedoch die Hierarchie der Modelle, die sich aus der intrinsischen Hierarchie der Materialien ergibt. Da viele dieser Modelle in unterschiedlichen wissenschaftlichen Feldern entwickelt werden, erfordert die Kombination von zwei Modellen das theoretische Verständnis beider, die praktische Erfahrung mit ihnen und die technischenFähigkeiten, die Schnittstelle zwischen beiden zu konstruieren.
AU  - Janßen, Jan
CY  - Paderborn
DA  - 2021
DO  - 10.17619/UNIPB/1-1238
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 02.11.2021
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2021
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2021
SP  - 1 Online-Ressource (vi, 182 Seiten)
T2  - Department Physik
TI  - pyiron - an integrated development environment for ab initio thermodynamics
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-39975
Y2  - 2025-06-24T14:27:23
ER  -