Spitzentechnologie aus Geesthacht: Neue Titanaluminid-Legierung kommt jetzt in die industrielle Anwendung

Der von den Materialwissenschaftlern des GKSS-Forschungszentrums Geesthacht entwickelte leichte Werkstoff kann dazu beitragen, Gewicht und Energie einzusparen. Das wird auch von der Industrie geschätzt: Rolls-Royce-Deutschland hat eine Lizenz für das Legierungs-Patent erworben.

Jedes Gramm zählt: Leichte Werkstoffe wie das Hightech-Material Titanaluminid bieten einen Wettbewerbsvorteil, zum Beispiel im Flugzeugbau. Jedes eingesparte Kilogramm Gewicht bedeutet einen geringeren Treibstoffverbrauch. Üblicherweise werden in Flugzeugtriebwerken Hochdruckverdichter-Laufschaufeln aus Nickel-Legierungen eingesetzt. Nimmt man stattdessen Titanaluminid, so reduziert sich das Gewicht dieser Bauteile um rund die Hälfte. Dadurch lässt sich auch das Gewicht weiterer Triebwerksbauteile reduzieren: Leichtere Schaufeln erzeugen geringere Fliehkräfte an den Scheiben. Die neue Legierung ermöglicht es den Ingenieuren daher in Zukunft, insgesamt leichtere und damit sparsamere Triebwerksteile mit höherer Lebensdauer zu konstruieren.

Der Hightech-Werkstoff im Detail

Titanaluminid ist eine intermetallische Verbindung aus Titan und Aluminium. Es zeigt die gleiche Warmfestigkeit in einem bestimmten Temperaturbereich wie Nickel-Legierungen bei gleichzeitig viel geringerer Dichte. Das ist der Grund, warum Bauteile aus Titanaluminid so viel leichter sind. Das mechanische Verhalten dieses Werkstoffs entspricht normalerweise eher dem von spröder Keramik als von verformbarem Metall. Die knifflige Aufgabe der Geesthachter Forscher bestand also darin, Legierungselemente zu finden, welche die Sprödigkeit des Materials herabsetzen. Und das ist nach fünf Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeit jetzt gelungen: Die jetzt patentierte Legierung enthält neben Titan und Aluminium die Elemente Niob, Bor und Molybdän; sie zeigt eine hohe Warmfestigkeit und lässt sich zugleich wie ein Metall verarbeiten.

Technologie-Transfer aus Geesthacht

„Patentverfahren sind immer sehr aufwändig“, sagt Anja Frahn, zuständig für Recht und Technologietransfer bei der GKSS. „Wir unterstützen die Wissenschaftler in den Verfahren und bieten Wirtschafts- und Industriepartnern unsere Beratung an.“ Im Jahr 2007 konnte das GKSS-Forschungszentrum 14 Patente anmelden. Die Abteilung Technologietransfer betreut dabei den gesamten Prozess, von der Verhandlung von Kooperationsverträgen bis zur späteren Lizenzvergabe.

Spezifische Eigenschaften von Titanaluminid:
– geringe Dichte von ca. 4,0 g/cm3
– hoher Schmelzpunkt von 1460 Grad Celsius
– gute Korrosionsbeständigkeit
Weitere Informationen erhalten Sie gern von:
Dr. Michael Oehring
GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH
Abteilung Metallphysik
Telefon: +49 (0) 41 52 / 87 – 2672
E-Mail: Michael.Oehring@gkss.de
Anja Frahn
GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH
Abteilung Recht und Technologietransfer
Telefon: +49 (0) 41 52 / 87 – 1626
E-Mail: Anja.Frahn@gkss.de
Heidrun Hillen
GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Straße 1
21502 Geesthacht
Telefon: +49 (0) 41 52 / 87 – 1648
E-Mail: heidrun.hillen@gkss.de
Die GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH mit den Standorten Geesthacht in Schleswig-Holstein und Teltow bei Berlin in Brandenburg ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V. Unter dem Motto „wissen schafft nutzen“ engagieren sich rund 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zusammen mit Hochschulen und Industrie für Forschung und Entwicklung in den Bereichen Küstenforschung, Funktionale Werkstoffsysteme, Regenerative Medizin sowie der Strukturforschung mit Neutronen und Photonen.