Werkstofftechnologie

Um funktionale Materialien mit für die jeweilige Anwendung optimalen Eigenschaften ressourceneffizient herzustellen, kommt der Mikrostruktur dieser Materialien eine entscheidende Rolle zu.

Das Melt-spinning, im Deutschen als Rascherstarrung bekannt, ermöglicht die Synthese von Legierungen mit einer amorphen oder nanokristallinen Struktur. Dafür wird das Material zuerst im Schmelztiegel induktiv aufgeschmolzen und anschließend durch eine Düse auf ein wassergekühltes, schnell rotierendes Kupferrad gespritzt. Auf dem Rad erstarrt das Material bei Abkühlraten von bis zu 106 K/´s, so dass eine kristalline Atomanordnung im Mikrometerbereich vermieden wird. Je nach Wahl der Prozessparameter können gezielt Atomanordnungen auf der Nanometerebene erzeugt werden. Auch beim Strip-Casting-Verfahren wird das induktiv aufgeschmolzene Material auf ein wassergekühltes rotierendes Kupferrad gegossen. Die Abkühlraten sind hier mit etwa 103 K/s geringer als beim Melt-spinning, so dass sich beim Erstarren ein mikrokristallines Gefüge bilden kann, gleichzeitig wird durch die immer noch hohe Abkühlrate eine homogene Verteilung der Legierungselemente gewährleistet und Seigerungen vermieden.