Superhartes Glas

Dem Forscherteam um Anatoly Rosenflanz von dem Unternehmen 3M in Minnesota ist es durch die Entwicklung eines intelligenten Sinterprozesses gelungen, ein Glas mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften zu synthetisieren.

Dazu stellten sie eine Ausgangsmischung aus Aluminiumoxid-Pulver und Lanthan-, Gadolinium- und Yttriumoxid her. In einer Knallgasflamme schmolzen die Forscher das Pulver zunächst auf, um es dann schockartig in Wasser zu erstarren. Dabei bildeten sich etwa rund 100 millionstel Meter kleine Kügelchen, die über einen Sinterprozess bei rund 1000 Grad Celsius zu Glasrohlingen von mehreren Zentimetern Größe geformt werden können.

Die mechanische Charakterisierung des Materials ergab, dass die resultierende Bruchfestigkeit dabei fast die Werte von reinem Aluminiumoxid erreicht und damit alle konventionellen SiO2-Gläser übertrumpft. Zudem bleiben etwa 95 Prozent der Gläser transparent und der Brechungsindex kann über die Größe der eingelagerte Nanokristalle kontrolliert werden.

Das mögliche Anwendungspotenzial dieser Materialien ist vielfältig, es reicht von bruchfesten Sichtfenstern in Chemieanlagen über verbesserte Glasfaserkabel bis hin zu transparenten Bauteilen in Satelliten oder Raumtransportern.