Superelastische Metalle

Kieler Forschende entwickeln neues intelligentes Material

Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben zusammen mit Kollegen der University of Maryland, USA, eine superelastische Metalllegierung entwickelt, die sich millionenfach dehnen lässt und nach Entlastung jedes Mal wieder vollständig in die Ursprungsform zurückkehrt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Materialwissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Science. Der zugrunde liegende superelastische Effekt des neuen Materials beruht auf einer durch mechanische Spannung erzeugten reversiblen Umwandlung der Kristallstruktur von einer hochsymmetrischen zu einer weniger symmetrischen Kristallstruktur. Im Experiment ließen sich 0,02 Millimeter dicke Filme aus einer Titan-Nickel-Kupfer Legierung, hergestellt mit einem Dünnschicht-Abscheidungsprozess, über zehn Millionen Mal verformen, ohne signifikante Ermüdungserscheinungen zu zeigen. Bisher bekannte Legierungen zeigten ein deutlich stärkeres Ermüdungsverhalten.   Dieses Material könnte auf vielfältige Art und Weise eingesetzt werden. Bei der Dehnung heizt sich das Material um zirka 10 Grad Celsius auf und bei der Entlastung entsprechend ab, was als elastokalorischer Effekt bezeichnet wird. Genau diese Abkühlung könnte für neuartige miniaturisierte Kühlanwendungen genutzt werden, die ohne gasförmige Kältemittel auskommen. Da das Kieler Material unbegrenzt oft verformt werden kann, wäre eine lange Lebensdauer eines solchen Kühlgerätes garantiert. Aufgrund seines hohen Wirkungsgrades könnte dieser neue Kühlungsmechanismus zur Energieeinsparung beitragen. Bild: Prüfkörper aus der Titan-Nickel-Kupfer Legierung (Quelle: AG Quand)Quelle: Uni Kiel

Erstellt am 11. Juni 2015
KK

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