Doktorand:in für das „a-SMART-Fit“-Projekt (w/m/d)

Selbstpassivierende Metalllegierungen mit reduzierter Thermooxidation (SMART) werden für den Einsatz bei hohen Temperaturen in künftigen Energiesystemen entwickelt. SMART kann unter anderem als erstes plasmaseitiges Wandmaterial zukünftiger Fusionskraftwerke verwendet werden. Die SMART-Materialien mit Wolfram (W), Chrom (Cr) und Yttrium (Y) verfügen über einzigartige Eigenschaften, die sich an die Umgebung anpassen können. Während des regulären Plasmabetriebs verhält sich SMART wie reines Wolfram und zeichnet sich durch eine geringe Zerstäubung durch das Fusionsplasma und geringe Tritiumrückhaltung aus. Im Falle eines Störfalls, bei dem der Reaktor geschädigt und die heiße erste Wand des Fusionskraftwerks mit der Atmosphäre in Berührung kommt, schützt sich SMART durch die Bildung einer Chromoxidschicht auf seiner Oberfläche, die das Material vor fortschreitender Oxidation bewahrt. SMART-Materialien werden unter der Leitung des Forschungszentrums Jülich in einer Kooperation mit Mitarbeiter:innen aus Forschung und Wissenschaft sowie Industriepartner:innen weltweit entwickelt. Derzeit verfolgen wir die Skalierung der SMART-Technologie und planen den Bau und die Erprobung des ersten SMART-Wandelements für ein zukünftiges Fusionskraftwerk.

Sind Sie daran interessiert, unsere Forschung an dem faszinierenden SMART-Material zu unterstützen, um die erste wassergekühlte SMART-Wandkomponente für ein Fusionskraftwerk zu entwickeln? Die größte Herausforderung hierbei ist es, das SMART-Material und den niedrig aktivierbaren Fusionsstahl EUROFER zu kombinieren: beides hoch entwickelte, aber sehr unterschiedliche Materialien. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die EUROFER-Trägerstruktur zu modifizieren, um mit der innovativen feldunterstützten Sintertechnologie (FAST) Kühlkanäle einzubringen.

Ihre Tätigkeit umfasst die folgenden Schwerpunkte:

• Optimierung des FAST-Sinterns von SMART- und EUROFER-Bauteilen mit Abmessungen bis zu 100 mm mit dem Ziel, niedrige thermische Gradienten in einem speziell ausgestatteten FAST-Sinterwerkzeug zu erreichen
• Fügen von SMART- und EUROFER-Stahl mit der FAST-Technologie: Optimierung der Fügeparameter und Verständnis des Fügemechanismus
• Detaillierte Untersuchung der Mikrostruktur, der Elementzusammensetzung und der Phasenbildung an der SMART-EUROFER-Grenzfläche unter Verwendung moderner und einzigartiger Techniken, Geräte und Methoden zur Materialanalyse, die am Forschungszentrum Jülich und an den Partnereinrichtungen zur Verfügung stehen
• Realisierung von Kühlkanälen in der EUROFER-Trägerstruktur zur effektiven Wasserkühlung während des Plasmabetriebs

• Masterabschluss der Fachrichtung Materialwissenschaften, Maschinenbau, Chemieingenieurwesen, Physik o. Ä.
• Erfahrung in der Synthese und Verarbeitung von pulverförmigen Materialien von großem Vorteil
• Grundkenntnisse in der Feuerfestmaterialforschung, der Fusionswissenschaft und -technologie sowie speziell der Plasma-Wand-Wechselwirkung erwünscht, aber nicht entscheidend für die Auswahl
• Fähigkeit, Initiative zu zeigen und eigenständig zu arbeiten
• Hervorragende Kooperations- und Kommunikationsfähigkeit sowie die Fähigkeit, als Teil eines Teams zu arbeiten

Wir würden uns über folgende Erfahrungen und Fähigkeiten besonders freuen:

• Mikrostrukturcharakterisierung mittels Elektronenmikroskopie (SEM), fokussiertem Ionenstrahl und moderner analytischer Werkzeuge, wie EDX und EBSD
• Kenntnisse im mechanischen Legieren
• Erfahrung in der Pulververdichtung durch feldunterstützte Sintertechnik (FAST)
• Gute Beherrschung der englischen Sprache in Wort und Schrift

Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir unterstützen Sie in Ihrer Arbeit durch:

• Einen großen Forschungscampus im Grünen, der beste Möglichkeiten zur Vernetzung mit Kolleg:innen sowie zum sportlichen Ausgleich neben der Arbeit bietet
• Eine hoch motivierte Arbeitsgruppe sowie ein internationales und interdisziplinäres Arbeitsumfeld in einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
• Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
• Möglichkeit zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen und Projekttreffen
• Kontinuierliche fachliche Betreuung durch Ihre:n wissenschaftliche:n Betreuer:in
• 30 Tage Urlaub (in Abhängigkeit vom gewählten Arbeitszeitmodell) sowie alle Brückentage und zwischen Weihnachten und Neujahr immer dienstfrei
• Die Möglichkeit zum (orts-)flexiblen Arbeiten, z. B. im Homeoffice
• Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken, z. B. durch ein umfangreiches Trainingsangebot; ein strukturiertes Programm mit Weiterbildungs- und Vernetzungsangeboten speziell für Promovierende über JuDocS, das Jülich Center for Doctoral Researchers and Supervisors: https://www.fz-juelich.de/en/judocs

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: https://go.fzj.de/Benefits.

Die Position ist auf drei Jahre befristet mit der Möglichkeit einer längerfristigen Perspektive. Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (75 %) des Tarifvertrags für den öffentlichen Dienst (TVöD-Bund) zuzüglich 60 % eines Monatsgehaltes als Sonderzahlung („Weihnachtsgeld“). Eine über die Grundvergütung hinausgehende Vergütung ist ggf. möglich. Die monatlichen Entgelte in Euro entnehmen Sie bitte der Seite 66 des PDF-Downloads: https://go.fzj.de/bmi.tvoed. Informationen zur Promotion im Forschungszentrum Jülich inklusive der Standorte finden Sie hier: https://www.fz-juelich.de/gp/Karriere_Docs.