Erfolgreiche Kooperation mit der Universität des Saarlands eröffnet Leichtbauanwendungen in der Luft- und Raumfahrt mit einer neuen Klasse metallischer Gläser
Forscher der Universität des Saarlandes haben mit Unterstützung von Heraeus eine neue Klasse amorpher Metalle entwickelt. Die sehr leichten Legierungen aus Titan und Schwefel sind fast doppelt so fest wie gängige Metalle auf Titanbasis und eignen sich hervorragend beispielsweise für Leichtbauteile in der Luft- und Raumfahrt. Hier zählt jedes Gramm eingespartes Gewicht und die Stabilität und Festigkeit des Materials sind entscheidend. Das Start-up Amorphe Metalle des Technologiekonzerns Heraeus unterstützte die wissenschaftlichen Arbeiten der Forscher am Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe finanziell und logistisch. Das global agierende Familienunternehmen hat sich für den größten Teil der zum Patent angemeldeten, neuen Legierungen die Verwertungsrechte gesichert.
Mit dem Start-up Amorphe Metalle baut Heraeus seine Kompetenzen bei der Verarbeitung und Anwendung dieser hochinteressanten Materialklasse weiter aus. Der Markt schreit nach neuen Materialien mit neuen Materialeigenschaften. Wir können amorphe Metalle schmelzen, walzen und additiv fertigen. In den nächsten Monaten wollen wir weitere neue amorphe Legierungen entwickeln, Komponenten in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partner aus der Industrie und Forschung bauen und neue Anwendungsfelder erschließen, gibt Start-up Leiter Dr. Hans Jürgen Wachter, die Richtung vor.
Richtiger Riecher für Schwefel war Erfolgsgeheimnis
Die Doktoranden Alexander Kuball, Benedikt Bochtler und Oliver Gross am Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe von Professor Ralf Busch an der Universität des Saarlandes haben in Zusammenarbeit mit Heraeus nach hunderten Versuchen und mehreren Jahren Forschung Titanlegierungen entwickelt, die eine sehr hohe Festigkeit besitzen und gleichzeitig sehr leicht sind. Das Besondere: Die neuen metallischen Gläser enthalten als entscheidenden nichtmetallischen Zusatz etwas Schwefel. Es überrascht zunächst, dass das leichte Metall Titan mit Schwefel so gestaltet werden kann, dass es gleichzeitig eine hohe Festigkeit hat, ohne dabei spröde und brüchig zu werden. Denn Schwefel hatte 20, 30 Jahre lang keiner auf der Rechnung, weil es in keinem Versuch zuvor funktioniert hat, sagt Oliver Gross.
Die jungen Wissenschaftler hatten aber den richtigen Riecher und Schwefel dennoch als Beimischung von verschiedenen Metallen getestet. Zuerst wurde mit Palladium, Nickel und Schwefel eine funktionierende Legierung gefunden, die gute Eigenschaften hatte, dann ging es weiter mit Titan. Nach ungefähr 250 Experimenten fand das Forscherteam schließlich die richtige Abstimmung in der Zusammensetzung aus Titan und Schwefel. Die von ihnen entwickelten Legierungen sind fast doppelt so fest wie gängige Metalle auf Titanbasis derselben Dichte, also desselben Gewichts. Damit eignet es sich hervorragend zur Herstellung von leichten, kleinen Bauteilen, zum Beispiel für die Luft- und Raumfahrt.
Über Heraeus:
Der Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein 1851 gegründetes und heute weltweit führendes Familienunternehmen. Das Unternehmen schafft hochwertige Lösungen für seine Kunden und stärkt nachhaltig seine Wettbewerbsfähigkeit, indem Materialkompetenz mit Technologie-Know-how verbunden wird. Das Portfolio reicht von Komponenten bis zu abgestimmten Materialsystemen. Sie finden Verwendung in vielfältigen Industrien, darunter Stahl, Elektronik, Chemie, Automotive und Telekommunikation. Im Geschäftsjahr 2016 erzielte Heraeus einen Umsatz ohne Edelmetalle von 2,0 Milliarden Euro und einen Gesamtumsatz von 21,5 Milliarden Euro. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 12 400 Mitarbeiter an mehr als 100 Standorten in 40 Ländern.
- www.heraeus.com
Text für Titelbild: Amorphe Metalle ähneln in ihren Eigenschaften eingefrorenen Flüssigkeiten. Die innovative Materialklasse zeigt daher eine Vielzahl von bisher unvereinbaren Eigenschaften und macht sie für zahlreiche Hightech-Anwendungen interessant. Sie sind schockabsorbierend, kratzfest und haben auch noch sehr gute Federeigenschaften (Bildquelle: Heraeus)
