E138
Institut für Festkörperphysik

RESEARCH

Synthesis / Preparation

Einfrieren von metastabilen Phasen


Mittels Hochfrequenzschmelzens können intermetallische Legierungen geschmolzen werden, die dann aus einer geeignet geformten (Quarz-) Düse durch Überdruck herausgepresst werden und mittels raschem Abkühlen als amorphe und /oder nanokristalline Metallbändern oder Flakes hergestellt werden. Es werden u.a. amorphe Metalle, metallische Gläser, neuartige Metalllegierungen, wie nanokristalline Materialien erforscht, die interessante magnetische Eigenschaften haben. Die Schmelze aus u.a. Eisen, Nickel, Bor wird durch Aufspritzen auf ein rasch drehendes Kupferrad (ca 90 km/h) in etwa 1 Millisekunde abgeschreckt und die Ausbildung der sonst üblichen Kristallstruktur entfällt. Der Prozess kann sowohl unter Vakuum, als auch Luft bzw. Schutzgas stattfinden.

Ein weiterer Prozess zur Abscheidung von Materialien weitab vom thermodynamischen Gleichgewicht stellt die Herstellung von dünnen Schichten mittels physikalischer Beschichtungsverfahren dar. Auch hier werden extrem hohe Abkühlraten durch die direkte Überführung eines Materiales von der Gasphase in den festen Zustand erzielt. Bei geeigneter Verfahrenswahl ist nahezu jedes beliebige Material und insbesondere jede beliebige Materialkombination in Form einer Schicht von ca. 0.1 - 100 µm Dicke auf einem Trägermaterial herstellbar.

Die "regellose Struktur" bewirkt folgende Eigenschaften: große Festigkeit und Härte, hohe mechanische Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Umgebungen. Magnetische Materialien weisen geringste Ummagnetisierungsverluste auf, Bänder mit etwa 20 bis 50µm Dicke mit ausgeprägter Magnetostriktion, sind geeignet für Sensoren, Transformatoren, Videoköpfe sowie Diebstahlsicherungen in Kaufhäusern.

Detail des Meltspinningverfahrens

Kontakt: C. Eisenmenger-Sittner, H. Sassik