Eine gängige Kenngröße zur Messung dieses Widerstands ist das J‑Integral. Forscher der Montanuniversität Leoben haben nun gezeigt, dass dieses Konzept nicht immer anwendbar ist.
Unter der Leitung von Markus Alfreider und Michael Meindlhumer untersuchte ein Team die Grenzen des J‑Integrals. Sie führten zwei spezielle Experimente durch, eines im Rasterelektronenmikroskop und das andere mittels Röntgenbeugung am European Synchrotron (ESRF). Mit diesen Methoden konnten sie Materialspannungen und ‑verformungen auf Nanoebene sichtbar machen.
Die Ergebnisse zeigen, dass das J‑Integral nicht immer eine universelle Kennzahl für die Bruchzähigkeit ist. Besonders bei nanokristallinen Multikomponentenlegierungen mit einem ungewöhnlichen Verformungsverhalten verliert das J‑Integral in der Nähe eines Risses seine Gültigkeit. Diese Entdeckung bedeutet, dass das J‑Integral in modernen Materialien, wie sie in der Mikroelektronik vorkommen, nicht ohne genaue Analyse als Bruchzähigkeitsparameter verwendet werden kann.
Diese Erkenntnis ist besonders für mikroelektronische Komponenten, wie sie in Smartphones zu finden sind, wichtig. Die Forschung wird daher Auswirkungen auf das Design technologisch relevanter Bauteile haben, da sie zeigt, dass in bestimmten Materialsystemen abweichende Verhaltensweisen auftreten können.
