07.11.2022

100 years of fracture mechanics

100 years of fracture mechanics

A century ago, A.A. Griffith published his groundbreaking work on the fracture behavior of brittle materials and thus laid the foundation for a new scientific discipline that we know today as fracture mechanics.

The fracture mechanics evaluation of materials and components has always played a very important role in material development and regularly poses new challenges to experts. For example, the highly ductile steels used in the reactor vessels of nuclear power plants have required the development of a new fracture mechanics concept. Nowadays, great experimental challenges also arise in the tiny world of microelectronics, where miniaturized components and thinnest layers have to be investigated with regard to their crack behavior. And recently, the question has also arisen as to whether 2D materials as thin as one atom, such as graphene, can be described using a Griffith-derived concept.

 

Current state of the art and modern advancements

In a series of invited guest contributions by renowned researchers from around the world, the August issue of the MRS Bulletin addresses this and many other questions. Starting with highly localized structural, chemical and mechanical characterization techniques, the authors show how the breadth of modern materials can be investigated and improved in terms of their fracture properties. The spectrum ranges from intermetallic structural materials to metallic glasses and functional 2D materials.

You can find a detailed overview in this freely accessible article:

100 years after Griffith: From brittle bulk fracture to failure in 2D materials

D. Kiener / S.M. Han, MRS Bulletin 47 (8), 792 (2022), link.springer.com/article/10.1557/s43577-022-00379-2

The other review articles included in this collection of topics span from the most advanced methods of fundamental failure analysis to the understanding of fracture mechanics in modern materials:

link.springer.com/journal/43577/volumes-and-issues/47-8

In addition, the MRS webinar on 24 August 2022 offers exciting presentations and information on this topic:

mrs.digitellinc.com/mrs/sessions/32688/view

Further information
Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener
Chair of material physics, Erich-Schmid Institute for Materials Sciences
E-Mail: daniel.kiener(at)unileoben.ac.at
Phone: +43 3840 804 412

 

100 Jahre Bruchmechanik
Vor einem Jahrhundert veröffentlichte A.A. Griffith seine wegweisende Arbeit zum Bruchverhalten spröder Werkstoffe und legte damit den Grundstein für eine neue wissenschaftliche Disziplin, die wir heute als Bruchmechanik kennen.
Die bruchmechanische Bewertung von Werkstoffen und Komponenten spielt seit jeher eine sehr wichtige Rolle in der Materialentwicklung und stellt regelmäßig die Fachwelt vor neue Herausforderungen. So haben etwa die hochzähen Stähle, welche etwa im Reaktorgefäß von Kernkraftwerken eingesetzt werden, die Entwicklung eines neuen bruchmechanischen Konzeptes benötigt. Große experimentelle Herausforderungen stellen sich heutzutage auch in der winzigen Welt der Mikroelektronik, wo winzige Bauteile und dünnste Schichten hinsichtlich ihres Rissverhaltens untersucht werden müssen. Und in jüngster Zeit stellt sich auch die Frage, ob nur ein Atom dicke 2D Materialien wie Graphen mittels eines von Griffith abgeleiteten Konzeptes beschrieben werden können.

Der momentane Stand der Technik und moderne Weiterentwicklungen

In einer Serie von eingeladenen Gastbeiträgen renommierter Forscher aus der ganzen Welt widmet sich die August Ausgabe des MRS Bulletin dieser und vielen weiteren Fragestellungen. Ausgehend von höchst lokalen strukturellen, chemischen und mechanischen Charakterisierungstechniken zeigen die Autoren, wie die Breite moderner Werkstoffe hinsichtlich ihrer Brucheigenschaften untersucht und verbessert werden können. Der Bogen spannt dabei von intermetallischen Strukturwerkstoffen über metallische Gläser bis hin zu funktionalen 2D Materialien.

Einen ausführlichen Überblick finden Sie in diesem frei zugänglichen Artikel:
100 years after Griffith: From brittle bulk fracture to failure in 2D materials
D. Kiener / S.M. Han, MRS Bulletin 47 (8), 792 (2022), https://link.springer.com/article/10.1557/s43577-022-00379-2

Die weiteren in dieser Themensammlung enthaltenen Überblicksartikel spannen den Bogen von fortschrittlichsten Methoden der fundamentalen Versagensanalyse zum bruchmechanischen Verständnis moderner Werkstoffe:
https://link.springer.com/journal/43577/volumes-and-issues/47-8

Darüber hinaus bietet das MRS Webinar vom 24. August 2022 spannende Vorträge und Informationen zu dieser Thematik:

https://mrs.digitellinc.com/mrs/sessions/32688/view

 

Weitere Informationen
Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener
Lehrstuhl für Materialphysik, Erich-Schmid Institut für Materialwissenschaften
E-Mail: daniel.kiener(at)unileoben.ac.at
Tel.: +43 3840 804 412