Neues "Wunder-Material" trotzt extremer Kälte

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US-Wissenschaftler tüfteln an Legierung, die
fester wird, statt zu verspröden und zu brechen

Neues "Wunder-Material" trotzt extremer Kälte
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Feinstruktur des superfesten neuen "Wunder-Materials" (Foto: Robert Ritchie, lbl.gov)
24.12.2022 | Nichts ist zäher und widerstandsfähiger als eine Legierung aus Chrom, Kobalt und Nickel, deren Inhaltsstoffe ein ganz spezielles Verhältnis bilden. Entwickelt worden ist es von Forschern des Lawrence Berkeley National Laborator und des Oak Ridge National Laboratory (ORNL), die beide dem US-Energieministerium gehören. Die positiven Eigenschaften des Materials verbessern sich noch mit zunehmender Kälte, im Gegensatz zu nahezu allen anderen Werkstoffen.

Kompromiss nicht mehr nötig

"Wenn Sie Strukturmaterialien entwerfen, möchten Sie, dass sie stark, aber auch duktil und bruchfest sind", sagt Projektleiter Easo George vom ORNL und Professor für Materialwissenschaften an der University of Tennessee. "Normalerweise ist es ein Kompromiss zwischen diesen Eigenschaften. Aber dieses Material kann beides. Anstatt bei niedrigen Temperaturen spröde zu werden, wird es zäher."

 

Obwohl diese Materialien teuer in der Herstellung sind, sieht George Anwendungen in Situationen, in denen Umweltextreme Standardmetalllegierungen zerstören könnten, wie in den kalten Temperaturen des Weltraums. Er und sein Team untersuchen auch, wie Legierungen aus reichlich vorhandenen und kostengünstigeren Elementen - aufgrund ihrer Nachfrage in der Batterieindustrie herrscht weltweit ein Mangel an Kobalt und Nickel - mit ähnlichen Eigenschaften entwickelt werden könnten.

 

Flugzeugbau könnte profitieren

Es könnte auch im Flugzeugbau eingesetzt werden. In den Höhen, die Flugzeuge erreichen, herrschen oft arktische Temperaturen. Obwohl der Fortschritt in den Materialwissenschaften aufregend sei, warnt Robert Ritchie vom Berkeley Lab und Professor für Mechanik an der University of California, Berkeley davor, das neue Material schnell zu nutzen.

 

"Wenn Sie in einem Flugzeug fliegen, wünschen sie sich, dass die Außenhaut aus einem lange erprobten Material besteht, das Sie davor bewahrt, 40.000 Fuß zu fallen." Deshalb könne es viele Jahre dauern, bis neue Strukturmaterialien genutzt werden. Früher könnte es in der Kryotechnik eingesetzt werden, bei der mit extrem niedrigen Temperaturen etwa von flüssigem Stickstoff oder gar Helium gearbeitet wird. Das geschieht etwa bei supraleitenden Magneten in Teilchenbeschleunigern und Magnetresonanztomografen. (pte)


Rubriken: Materialtechnik

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