T451-2024 - Wiss. Mitarbeiter:in (w/m/d) - Entwicklung und Charakterisierung von intermet. permanentmagn. Materialien

Darmstadt | 75% | Befristet (3 Jahre) | Entgeltgruppe 13 TV TU Darmstadt | zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Über die TU Darmstadt

Die TU Darmstadt steht für exzellente und relevante Wissenschaft. Die tiefgreifenden globalen Veränderungsprozesse – von Energiewende bis zu Künstlicher Intelligenz – gestalten wir durch herausragende Erkenntnisse und zukunftsweisende Studienangebote entscheidend mit. Unsere Spitzenforschung bündeln wir in drei Feldern: Energy and Environment, Information and Intelligence, Matter and Materials. Als eine in der Metropolregion Frankfurt-Rhein-Main verankerte und sehr stark international geprägte Universität sehen wir uns den europäischen Werten und der europäischen Integration verpflichtet.

Über unseren Bereich

Leistungsstarke Dauermagnete sind für Elektrofahrzeuge und Windkraftanlagen unerlässlich. Derzeit wird dieser Bedarf durch anisotrope Magnete auf NdFeB-Basis gedeckt. Die Klimaziele der EU erfordern eine erhebliche Steigerung der grünen Energietechnologien, was die Produktion von Magneten auf NdFeB-Basis in die Höhe treibt. Die in diesen Magneten verwendeten Elemente sind jedoch kritisch und strategisch wichtig. Um diesen Bedarf zu decken, müssen wir einen ressourceneffizienten Alternativmagneten entwickeln. Magnete auf SmFe12-Basis (1:12), die den höchsten Fe-Gehalt unter den 4f-3d-Verbindungen aufweisen, können potenziell NdFeB-Magnete ersetzen oder ergänzen. Allerdings ist die Realisierung der großen Koerzitivfeldstärke mit hoher Magnetisierung der größte Engpass für ihre praktische Anwendung. Dies kann durch die Herstellung eines Phasengleichgewichts zwischen SmFe12 und Phasen mit niedrigem Schmelzpunkt unter Beibehaltung der phasenstabilisierenden Elemente überwunden werden. Dieses Gleichgewicht wird in Verbindung mit der optimalen Verarbeitungstechnik zu einer optimalen Mikrostruktur führen, bei der 1:12-Körner mit einer intergranularen Phase isoliert sind.
Die Stelle ist in der international renommierten Functional Materials Group angesiedelt, die sich auf die Entwicklung ressourceneffizienter Funktionsmaterialien konzentriert. In unserer Forschung untersuchen wir verschiedene Phasenstabilisatorelemente und konstruieren Phasendiagramme mithilfe einer aktiven Lernpipeline. Diese Pipeline beginnt mit der Sammlung von Daten aus der vorhandenen Literatur, wendet geeignete Modelle des maschinellen Lernens an, um unbekannte Bereiche vorherzusagen, und bewertet die Vorhersagen anhand der Genauigkeit der Ergebnisse. Die Forschungsarbeiten der Gruppe Funktionelle Materialien umfassen die Entwicklung neuartiger Magnete von grundlegenden Mechanismen bis hin zu Anwendungen. Weitere Forschungsthemen sind magnetokalorische Materialien für die Wasserstoffverflüssigung, magnetische Materialien für biomedizinische und katalytische Anwendungen mit Schwerpunkt auf Synthese, additiver Fertigung und Modellierung von magnetischen und mikrostrukturellen Eigenschaften.

Die Website der FM-Gruppe finden Sie unter www.mawi.tu-darmstadt.de/fm.

Ihre Aufgaben

Zu Ihren Aufgaben im Rahmen des Projekts gehört die Untersuchung der ternären Phasendiagramme von Sm-Fe-M, wobei Sie sich auf die 1:12-Phase und ihre benachbarten Phasenbereiche konzentrieren und eine aktive Lernpipeline verwenden. Sie führen Literaturrecherchen durch, programmieren Algorithmen für maschinelles Lernen und synthetisieren experimentell Proben durch Induktionsschmelzen für Bulk-Proben und Schmelzspinnen für Bänder, um das Phasengleichgewicht in Ternären zu suchen. Anschließend werden die ternären Datensätze zusammengestellt und mit elementaren Deskriptoren kombiniert, um Multielement-Phasendiagramme vorherzusagen. Sie werden die Ergebnisse in internationalen Fachzeitschriften, auf Konferenzen und bei regelmäßigen Projekttreffen vorstellen.