Materialwissenschaftler/in, Physiker/in, Ingenieurwissenschaftler/in o. ä. (w/m/d)

^{Wissenschaftliche Tätigkeit / Projektarbeit}

Steigen Sie ein in die faszinierende Welt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), um mit Forschung und Innovation die Zukunft mitzugestalten! Mit dem Know-how und der Neugier unserer 11.000 Mitarbeitenden aus 100 Nationen sowie unserer einzigartigen Infrastruktur, bieten wir ein spannendes und inspirierendes Arbeitsumfeld. Gemeinsam entwickeln wir nachhaltige Technologien und tragen so zur Lösung globaler Herausforderungen bei. Möchten Sie diese große Zukunftsaufgabe mit uns zusammen angehen? Dann ist Ihr Platz bei uns!

Für unser Institut für Werkstoff-Forschung in Köln-Porz suchen wir eine/n

Materialwissenschaftler/in, Physiker/in, Ingenieurwissenschaftler/in o. ä. (w/m/d)

Neue Fügeinterfaces, Oberflächenbehandlungsmethoden und Fügeverfahren für das adhäsive Fügen von Leichtbauwerkstoffen und -strukturen

Das erwartet Sie:

Hybride Werkstoffe und Strukturen kombinieren die Vorteile metallischer Werkstoffe mit denen der Faserverbundwerkstoffe. Auf diese Weise bieten sie hohe Leichtbaupotentiale in der Luft- und Raumfahrt wie auch im Automobilbereich und tragen damit zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei. Grundlage für ihre Herstellung ist das Fügen unterschiedlicher Materialien, zum Beispiel mittels strukturellem Kleben, welches noch viele ungelöste wissenschaftliche und technische Herausforderungen bereithält. Eine spezielle Oberflächenmodifikation der Fügepartner ist essentiell für das adhäsive Fügen, die mechanischen Eigenschaften der Verbunde, ihre Resistenz gegen Alterung durch Feuchtigkeit und ihre Korrosionseigenschaften.

Ein Forschungsschwerpunkt des DLR-Instituts für Werkstoff-Forschung in Köln besteht in der Entwicklung neuer Fügeinterfaces, Oberflächenbehandlungsmethoden und Fügeverfahren für das adhäsive Fügen von Leichtbauwerkstoffen und -strukturen. Hierzu werden zum Beispiel Titan- oder Aluminium-Leichtmetalllegierungen mittels gepulster Laserstrahlung vorbehandelt, was umweltfreundlicher und wirtschaftlicher umzusetzen ist als chemische oder elektrochemische Fügestellenvorbehandlungen.

Auch die Verwendung additiver Fertigungsverfahren wie z.B. das pulverbettbasierte Laserschmelzen metallischer Bauteile eröffnet neue Möglichkeiten, besondere Fügeinterfaces zu entwickeln und schadenstolerante Verbindungen zwischen Metall- und Faserverbundstrukturen zu realisieren. Die experimentelle und simulationsgestützte Untersuchung der Fügeverbindungen, der Anbindungs- und Schädigungsmechanismen sowie der Einsatz und die Weiterentwicklung von Schadensüberwachungsmethoden („Structural Health Monitoring“) sind Teil der Forschungsarbeiten.

Ihre Aufgaben:

Zur Verstärkung unseres Teams im Bereich Grenzflächenengineering für hybride Werkstoffe und Strukturen suchen wir eine Wissenschaftlerin/einen Wissenschaftler mit geeigneter wissenschaftlicher Ausbildung. Ihre Aufgaben umfassen unter anderem:

• Entwicklung und Optimierung der Oberflächenvorbehandlungen von Leichtmetalllegierungen mittels Lasern
• Entwicklung industrietauglicher Fügeverbindungen aus vorbehandelten Materialien mit faserverstärkten Kunststoffen für alterungs- und korrosionsresistente, hybride Leichtbaustrukturen und –werkstoffe
• detaillierte mikroanalytische Charakterisierung der erzeugten Ober- und Bruchflächen
• werkstoffmechanische Untersuchung der Verbunde; ggf. (Weiter-)Entwicklung von mechanischen Versuchen für hybride Verbunde
• Auswertung der experimentellen Daten in Hinblick auf die Wechselwirkungen zwischen Oberflächenstrukturen, Chemie, Festigkeiten, Versagensverhalten, Degradationsresistenzen und Korrosionseigenschaften mit Fokus auf die Stabilität der erzeugten Oberflächenschichten
• strukturmechanische Simulation der Fügeverbindungen mittels Finite-Elemente-Methode
• Erarbeitung und Dokumentation von wissenschaftlichen Projektergebnissen, Publikation der Ergebnisse
• Betreuung studentischer Abschlussarbeiten (z.B. Masteranden- und Praktikantenbetreuung)

Die Arbeiten knüpfen an verschiedene Projekte mit nationalen und internationalen Forschungspartnern an und erfolgen in enger Zusammenarbeit mit erfahrenen Wissenschaftlern und Ingenieuren im DLR. Zudem findet ein Technologietransfer im Kontext von Kooperationen mit Partnern aus der Industrie und Wissenschaft statt. 

Eine abgeschlossene Promotion in einem der o.g. Fachgebiete ist erwünscht. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, diese wissenschaftliche Tätigkeit mit der Absicht einer Promotion und der Teilnahme am DLR Graduiertenprogramm zu verbinden. 

Das erwarten wir von Ihnen:

• abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master/Diplom Uni) auf dem Gebiet der Materialwissenschaften, Physik, den Ingenieurwissenschaften/Maschinenbau oder vergleichbare Studienrichtungen mit dem Schwerpunkt Materialien, Werkstoffe, Polymere, Oberflächentechnik o.ä.
• fundierte Vorkenntnisse in mindestens einem der folgenden Gebiete: Festkörperphysikalische Eigenschaften, Oberflächeneigenschaften, Metalle oder Polymere
• grundlegendes Verständnis und erste Erfahrungen im Umgang mit Oberflächen- und mikroanalytischen Charakterisierungsverfahren wie z.B. der Rasterelektronenmikroskopie 
• Grundkenntnisse in der werkstoffmechanischen Prüfung und deren Auswertung
• sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift
• vorausgesetzt wird die Fähigkeit zu einer eigenständigen und strukturierten Arbeitsweise ebenso wie gute Team- und Kommunikationsfähigkeit
• abgeschlossene Promotion ist erwünscht
• Kenntnisse in den Bereichen hybride Leichtbauwerkstoffe, adhäsives Fügen, Oberflächenvorbehandlungen von Metallen oder Oberflächenwechselwirkungen sind von Vorteil
• praktische Erfahrung im Bereich digitaler Kompetenzen, z.B. Nutzung von Simulationstools, Programmierkenntnisse, Datenanalyse- und KI-Tools ist wünschenswert

Unser Angebot:

Das DLR steht für Vielfalt, Wertschätzung und Gleichstellung aller Menschen. Wir fördern eigenverantwortliches Arbeiten und die individuelle Weiterentwicklung unserer Mitarbeitenden im persönlichen und beruflichen Umfeld. Dafür stehen Ihnen unsere zahlreichen Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten zur Verfügung. Chancengerechtigkeit ist uns ein besonderes Anliegen, wir möchten daher insbesondere den Anteil von Frauen in der Wissenschaft und Führung erhöhen. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Weitere Angaben:

Eintrittsdatum: 04.11.2024

Dauer: befristet bis Dezember 2026

Beschäftigungsgrad: Vollzeit, Teilzeit ist möglich

Vergütung: bis TVöD 13

Kennziffer: 96775

Kontakt: 

Dr. Jan Haubrich, Institut für Werkstoff-Forschung, Abt. "Metallische und hybride Werkstoffe" 

Tel.: 02203-6013365

DLR - Helmholtz / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

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