TU Darmstadt entwickelt ein neues metallisches Glas, das sich Belastungen anpasst

Wissenschaftler um Professor Jürgen Eckert von der Technischen Universität in Darmstadt haben eine neue Metalllegierung entwickelt, die je nach Grad der Belastung unterschiedlich hart ist. Diese bahnbrechende Entdeckung auf dem Gebiet der amorphen metallischen Gläser wurde soeben in den renommierten Physical Review Letters 94, 205501 (2005) veröffentlicht. Eine Besprechung zu dieser Entdeckung wurde im Physical Review Focus vorgestellt (focus.aps.org/story/v15/st20).

Normalerweise sind monolithische metallische Gläser nur sehr schlecht verformbar und zeigen eine sehr geringe Bereitschaft zur Verformung („Duktilität“) von unter 1% bei Raumtemperatur. Durch ausgeklügelte Zusammensetzung und Wahl von Abschreckbedingungen konnten die Forscher der TU Darmstadt im Kupfer-Zirkonium-Aluminium-Bereich eine neue Art von metallischem Glas finden, welches nicht nur eine hohe Festigkeit bis zu 2265 MPa besitzt, sondern auch eine signifikant erhöhte Duktilität von bis zu 18%. Zudem konnte, ähnlich wie z.B. bei Stählen, eine Verfestigung während der Verformung beobachtet werden. Diese Fähigkeit zur Verfestigung, kombiniert mit der erhöhten Duktilität, ist ein Resultat der einzigartigen Struktur dieser Legierung, die sich aus einer amorphen Matrix mit eingelagerten nanoskaligen Clustern ergibt. Durch diese wird die Rissausbreitung stark unterdrückt, die Verformbarkeit also deutlich verbessert.

In Kombination mit der großen Härte, sowie einer im Vergleich zu Stahl verbesserten Korrosionsbeständigkeit, könnte dieses Material der erste Schritt zum Einsatz amorpher metallischer Gläser in der Luftfahrt, bzw. im Automobilbau sein, wo sicherheitsrelevante Komponenten gut verformbar sein müssen und ihre Steifigkeit erhalten bleiben muss.

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Dr. Falko Baier
FB 11 – Physikalische Metallkunde
Material- und Geowissenschaften
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