Selbstheilende Metalle

Neben selbstheilenden Kunststoffen, gibt es jetzt auch selbstheilende Metalle.

Materialforscher am Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf entwickeln im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit rund 400.000 Euro geförderten Programms sich selbst heilende Metalle, die bei mechanischen Defekten ohne externen Einfluss zu ihrer ursprünglichen Funktionalität zurückkehren Besonders interessant sind selbstheilende Materialien bei Anwendungen mit Bauteilen, die nur beschränkt zugänglich sind oder bei Anwendungen, deren Materialien besonders zuverlässig sein müssen. Bekannt ist der Einfluss von sogenannten Phasenumwandlungen auf die mechanischen Eigenschaften von Metallen. Dabei ist eine Phase ein räumlicher Bereich innerhalb eines Materials, bei dem die Zusammensetzung der Materie und bestimmende physikalische Parameter, wie die Dichte, homogen sind. Die Umwandlung von einer Phase in eine andere kann unter anderem durch mechanische Verformung verursacht werden. Die Idee ist, Nanopartikel aus Titan und Nickel in potentielle Rissbildungsstellen einzubauen. Diese Nanopartikel sind aus einer sogenannten Formgedächtnislegierung, also einer Materialkombination, die sich nach mechanischer Verformung an ihre ursprüngliche Form‚ erinnert und in diese zurückkehrt. Tritt ein Defekt in einem Bauteil auf, so erinnert sich das Material dank der hinzugefügten Nanopartikel an seine ursprüngliche Mikrostruktur und kehrt zu dieser zurück.   Verfügbar ist das Material allerdings noch nicht  Erst muss ein Materialsystem gefunden werden, in das die Formgedächtnis-Nanopartikel eingefügt werden können. Hinzu kommt, dass bisherige Formgedächtnislegierungen immer einen externen Trigger, in Form von Wärme, Magnetismus oder mechanischer Umformung brauchen. Die Forschungsarbeit zielt jedoch darauf ab, dass die Formgedächtnislegierungen ohne externe Hilfe in ihre ursprüngliche Form zurückkehren und somit erlauben, dass das Material sich vollständig von selbst repariert.     Bild: Max-Planck-Institut für Eisenforschung

Erstellt am 5.8.2014

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