Projektbetreuer:
Stefan Pogatscher
Der Europäische Forschungsrat fördert mit 2 Mio. Euro themenoffene Pionierforschung, bei der die Grenzen zwischen Grundlagen- und angewandter Forschung sowie zwischen den einzelnen Wissenschaftsdisziplinen aufgehoben werden. Alleiniges ERC-Förderkriterium ist die wissenschaftliche Exzellenz sowohl des Projekts als auch des Forschers. Unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr.mont. Stefan Pogatscher steht im ERC Consolidator Grant Projekt “HETEROCIRCAL – Intermetallic Phase Heterostructured Circular Aluminium Alloys” (April 2024 bis März 2029) das Recycling von Aluminiumschrotten im Fokus, welches in Europa stark an Bedeutung gewinnt. Sekundäraluminium benötigt 90 bis 95% weniger Energie als Primäraluminium, verursacht daher weniger Treibhausgasemissionen und der Produktionsrückstand Rotschlamm fällt nicht an. Leider gilt in der Metallurgie der Grundsatz, je reiner Metalle und Legierungen sind, desto besser sind ihre Eigenschaften. Die Problematik wird weiters dadurch verschärft, dass es technisch kaum und wirtschaftlich nicht möglich ist, einmal in Aluminium gelangte Verunreinigungen wieder zu entfernen. Bis zu 40 verschiedene Aluminiumlegierungen sowie Kupfer und Stähle wurden bisher in Pkws verwendet. Für das Recycling von Altfahrzeugen bedeutet diese komplexe Materialmischung, dass die verwendeten hochreinen Legierungen nur zu niedrigreinen gegossenen Motorblöcken downgecycelt werden können. Angesichts einer Pkw-Produktion von fast 100 Millionen Fahrzeugen im Jahr 2017, zeigt sich das große Potenzial neuer Recyclingansätze. HETEROCIRCAL stellt sich der Frage, was passiert, wenn die Anzahl der Motorblöcke aufgrund der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen zurückgeht, und zielt darauf ab, das Paradigma der schädlichen Verunreinigungen in Aluminiumlegierungen zu durchbrechen und ihre Wirkung ins Positive zu verkehren. Ziel ist die Entwicklung praktikabler Maßnahmen zur Einstellung vorteilhafter Strukturen der intermetallischen Phasen in stark verunreinigten Aluminiumwerkstoffen. Dies beinhaltet eine Manipulation der verunreinigungsbedingten intermetallischen Phasen während der Erstarrung, Wärmebehandlung und Umformung. Darüber hinaus wird der Einfluss von Verunreinigungen bis in den Nanometerbereich detailliert untersucht, indem die Bildung intermetallischer Phasen aus der Schmelze direkt mittels in-situ Transmissionselektronenmikroskopie verfolgt wird.
Abb.: Überblick über (a) Ansätze zur Untersuchung hochkontaminierter Recycling-Legierungen, die verschiedene Strukturen der intermetallischen Phasen enthalten, welche Kontaminanten aufnehmen können, und (b) grundlegende Untersuchungen zu deren Bildung mittels Elektronenmikroskopie.