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Metallische Gläser

19.04.1996 - (idw) Technische Universität Wien

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN: Presseinformation Nr. 8/96 - 15. April 1996

TU Wien erforscht "metallische Glaeser"

Wissenschafter raetseln ueber die Ursachen ungewohnter Eigenschaften von neuartigen Metallegierungen

Wien (TU) - "Amorphe Metalle" zeigen ungewoehnliche Eigenschaften: groessere Festigkeit und Haerte als alle anderen Metalle, hohe Korrosionsbestaendigkeit und geringe Energieverluste beim Ummagnetisieren. Mit ihnen koennten beispielsweise Transformatoren mit wesentlich geringeren Energieverlusten gebaut werden, aber auch Sensoren, Computerteile und Abschirmungen fuer empfindliche Geraete. Neuartige nanokristalline Legierungen versprechen noch geringere Energieverluste beim Ummagnetisieren. Forscher der TU Wien wollen nun den Ursachen fuer das ungewohnte Verhalten dieser Metallegierungen auf den Grund gehen.

Nanokristalline Metalle gehoeren zu den sogenannten amorphen Metallen, die wegen ihrer Eigenschaften auch "metallische Glaeser" genannt werden. Seit rund 25 Jahren sind die amorphen Metalle bekannt, aber dennoch sind sie unzureichend erforscht, wie Assistenzprofessor Dr. Herbert Sassik vom Institut für Experimentalphysik der TU Wien berichtet. "Amorphe Metalle haben - im Gegensatz zu allen anderen bekannten Metallen - keine kristalline Struktur. Dadurch vereinigen sie sozusagen die positiven Eigenschaften von Metallen und von Glaesern. Allerdings koennen wir vieles davon noch nicht hinreichend erklaeren." Bereits jetzt werden sie vereinzelt eingesetzt: für Videokoepfe und Diebstahlssicherungen in Kaufhaeusern.

Die amorphen Metalle, die schon als "Jahrhundertwerkstoffe" bezeichnet wurden, bestehen aus einer Legierung von Eisen, Kobalt, Nickel, Bor und Silizium. Der Unterschied zu herkoemmlichen Metallen besteht eigentlich nur im Herstellungsverfahren: Die rund 1.200 Grad heisse Schmelze wird auf ein sich schnell drehendes Kupferrad aufgespritzt und so in Sekundenbruchteilen auf Zimmertemperatur abgekuehlt. Dadurch verhindert man, dass sich im Metall Kristalle ausbilden, und die Struktur bleibt regellos (daher: "amorphe Metalle").

Die neuen, nanokristallinen Metalle, die zusaetzlich geringe Anteile von Niob und Kupfer enthalten, sind hingegen nicht voellig amorph, sondern enthalten einzelne Kristalle, deren Groesse rund zehn Millionstel Millimeter betragen (10 nm). Sie wuerden sich, so Dr. Sassik, durch eine sehr homogene Struktur und durch noch bessere magnetische Eigenschaften auszeichnen.

Allerdings, muss Dr. Sassik zugeben, gilt auch hier: Die theoretischen Erklaerungen hinken der praktischen Entwicklung hinterher. Man koenne derzeit beispielsweise nicht erklaeren, warum sich die Kristallite genau in dieser Groesse bilden und voellig homogen verteilt sind, - was allerdings die Ursache fuer die extremen Eigenschaften ist. "Es scheint, als wuerden die Kristalle miteinander kommunizieren."

Ansprechpartner: Ass. Prof. Dr. Herbert Sassik, Ao. Univ.-Prof. Dr. Roland Groessinger [Gr"ossinger!], Institut fuer Experimentalphysik der Technischen Universitaet Wien, 1040 Wien, Wiedner Hauptstrasse 8-10/131, Tel. 58801 - 5790 od. 5704 DW, bzw. 5550 od. 5551 DW

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