Atomistisk modellering av legeringssystem

Aluminium, som i utgangspunktet er et mykt materiale, tilsettes små mengder magnesium og silisium som danner ørsmå herdende partikler kalt presipitater ved varmebehandling.

Siden det optimale tverrsnittet for en slik partikkel er i størrelsesorden 50 atomer, er det nødvendig med en fysisk beskrivelse på atomnivå. Den senere tids utvikling i regnekraft og data-algoritmer har gjort det mulig å studere denne typen presipitater ved hjelp av kvantemekaniske modeller.

Doktorgradsarbeidet har omhandlet utvikling og bruk av slike kvantemekaniske modeller for å oppnå en grunnleggende forståelse av hvilke prosesser som er ansvarlige for herding ved utfelling av presipitater, parallelt med eksperimentelle studier ved hjelp av eletronmikroskopi.

Dette har blant annet resultert i bestemmelse av strukturen til to nye typer herdende presipitater.

Doktorgradsarbeidet bidrar til å gi en økt forståelse av de fundamentale mekanismene bak utfelling og herding i Al-legeringer. Målet på sikt vil være å kunne skreddersy egenskapene til en legering ved hjelp av atomistiske modeller, populært kalt «alloys by design».

Avhandlingen har tittelen «Atomistic Modeling of the Al-Mg-Si Alloy System / Atomistisk modellering av legeringssystemet Al-Mg-Si». Arbeidet er utført ved Institutt for fysikk, NTNU, med professor Ragnvald Høier som hovedveileder og Dr. Peter Derlet, professor Randi Holmestad og professor Knut Marthinsen som medveiledere.

Arbeidet er finansiert av Norsk Forskningsråd, Norsk Hydro, og partnere fra industrien gjennom programmene «Heat Treatment Fundamentals» og «Micro- and Nanostructure Based Materials Development».

Anders Gudmund Frøseth er sivilingeniør (1999) fra Fakultet for naturvitenskap og teknologi, NTNU. Fra juli er han ansatt ved Paul Scherrer Institut, Sveits.