Wissenschaftliche:r Mitarbeiter:in (, bei Universität Duisburg Essen

Einsatzort

Campus Duisburg

Einsatzbereich

Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Fachgebiet Werkstofftechnik

Wissenschaftliche:r Mitarbeiter:in (w/m/d, Nr. 008-24)
EG 13 TV-L

Das zu bearbeitende Forschungsprojekt gehört zum Fachgebiet Werkstofftechnik. Hier arbeiten wir in einer internationalen Forschungsgruppe an vielfältigen Themen rund um das mechanische, tribologische und elektrochemische Verhalten verschiedener metallischer Werkstoffe und Beschichtungen. Unsere Forschungsaktivitäten umfassen experimentelle Arbeiten zu Gleitverschleiß, Schmierung, Kavitationserosion, Ermüdung und Korrosion.

Unter Kavitation versteht man Bildung und Kollaps von Blasen in einer Flüssigkeit. In der Nähe einer festen Oberfläche kann dies zu einer mechanischen Beschädigung führen, was als Kavitationserosion bezeichnet wird. Auch die Korrosion metallischer Werkstoffe wird durch Kavitation beschleunigt. Kavitationserosion und -korrosion sind die Hauptschädigungsmechanismen in Maschinen, die mit bewegten Flüssigkeiten arbeiten, wie z. B. Pumpen, Ventile oder Schiffspropeller.

Ultraschall- und laserinduzierte Einzelblasenkavitation sind die gebräuchlichsten Methoden in Kavitationsstudien. Die erste Methode wird normalerweise zur Bewertung der Erosionsbeständigkeit von Materialien verwendet, und die Dynamik des Blasenkollapses wird mit der zweiten Methode untersucht. Obwohl Kavitationserosion bereits vielfach untersucht ist, sind Details des Schädigungsablauf bis heute nicht vollständig verstanden. Vor allem, weil die Prozesse sehr schnell ablaufen und die Werkstoffoberfläche messtechnisch kaum zugänglich ist. In diesem Projekt werden wir beide Kavitationsmethoden anwenden und parallel elektrochemische Messungen in hoher Zeitauflösung durchführen. Dies erlaubt es, in-situ die Auswirkungen eines Blasenkollaps von wenigen hundert Mikrosekunden auf eine Metalloberfläche zu bewerten. In Kombination mit ex-situ Analysen der Oberflächen sollen so die Schädigungsmechanismen durch einen Blasenkollaps auf einer Metalloberfläche detailliert aufgeklärt werden. Während der Großteil der Arbeiten in Duisburg stattfinden wird, sind auch mehrere Reisen nach Magdeburg zu einem Projektpartner geplant, um Experimente zum Kollaps laserinduzierter einzelner Blasen durchzuführen.

Frühere Veröffentlichungen aus dem Team zum Thema:

Abedini, M., Hanke, S., Reuter, M., (2023): In situ measurement of cavitation damage from single bubble collapse using high-speed chronoamperometry, Ultrasonics Sonochemistry 92, 106272. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2022.106272

Hanke, S., Kaiser, S. (2021): Comparison of damage mechanisms: Acoustic cavitation versus series of single laser-induced bubbles, Wear 476, 203641. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203641

Abedini, M., Reuter, F., Hanke, S. (2019): Corrosion and material alterations of a CuZn38Pb3 brass under acoustic cavitation, Ultrasonics Sonochemistry 58, 104628. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104628

Besetzungszeitpunkt

Beginn: zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Vertragsdauer

3 Jahre

Arbeitszeit

39 Std. 50 Min. (100%)

Ihre Aufgabenschwerpunkte

• Sie führen elektrochemische Messungen und Ultraschall-Kavitationserosionstests an verschiedenen metallischen Werkstoffen durch
• Sie untersuchen die Oberfläche erodierter Proben mit verschiedenen Mikroskopietechniken, u.a. 3D-Konfokalmikroskopie, Raster-Elektronenmikroskopie
• Sie analysieren die Daten, verfassen wissenschaftliche Publikationen und präsentieren Ihre Forschungsergebnisse auf nationalen und internationalen Konferenzen
• Sie reisen nach Magdeburg, um elektrochemische Messungen während des laserinduzierten Einzelblasenkollapses auf der Oberfläche von Proben durchzuführen
• Sie übernehmen Aufgaben in der Organisation der Lehre, leiten Übungen und Praktika und betreuen studentische Abschlussarbeiten
• Sie übernehmen administrative Aufgaben, z.B. im Forschungsdatenmanagement und der allgemeinen Administration des Fachgebiets

Ihr Profil

• Hochschulabschluss in einem Studiengang von min. 8 Semestern Regelstudienzeit in Natur- oder Materialwissenschaften, Maschinenbau oder einem verwandten Bereich
• Sie haben ein besonderes Interesse an mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe
• Sie sind kreativ, stellen sich gern Herausforderungen und arbeiten selbständig im Team
• Sie akquirieren gern neues Wissen durch die Lektüre wissenschaftlicher Texte und haben ein starkes Interesse an experimenteller Forschung
• Gute Deutsch- und E