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Wenn Laser Härte erzwingen

Medizin. - Wenn in Saarbrücken alle Haushalte zugleich nach Kräften am Stromnetz saugen würden, kämen wohl 200 Megawatt elektrische Leistung zusammen. Die gleiche Leistung kann Professor Frank Mücklich am Institut für Werkstoffkunde der Universität des Saarlandes in einen einzigen Laserimpuls zwängen und damit ganz neuartige Materialien kreieren, die in Raumgleitern, hochbelastbaren Steckverbindungen und neuartigen Zündkerzen gleichermaßen gern gesehen würden.

    Um seinen 200 Megawatt starken Hochleistungslaser abzufeuern, genügt Frank Mücklich eine schlichte Steckdose, denn die enorme Leistung des Lichtes wird gerade zehn Nanosekunden lang erreicht und die benötigte Energie liegt bei gerade zwei Wattsekunden. Wo aber der punktgenau gebündelte Lichtblitz einschlägt, da ist die Hölle los, schildert der Werkstoffwissenschaftler: "Damit können wir tatsächlich jedes Material schmelzen oder verdampfen und es gibt praktisch nichts, was dem widersteht." Professor Frank Mücklich ==> http://www.uni-saarland.de/fak8/fuwe/index.html) von der Universität des Saarlandes zwingt Macht seines Lichtfingers Metalle zu einer so genannten intermetallischen Verbindung zusammen. Während in homogenen Metallen die Atome gitterförmig angeordnet sind wie Orangen in einer Pyramide, wechseln sich in einer intermetallischen Verbindung atomare Schichten zweier verschiedener Metalle fortlaufend ab.

    "So haben beispielsweise Nickel und Aluminium untereinander nicht die typische metallische Bindung, sondern eine sehr viel stärkere Verknüpfung, die in ihren Eigenschaften der Keramik ähnelt, andererseits aber immer noch elektrisch leitet. Das Besondere daran ist, dass die Verbindung nicht so spröde wie eine Keramik ist", erklärt Mücklich. Intermetallische Verbindungen, die normalerweise eher zufällig auftreten und bei Legierungen bislang eher störten, stellten heute vielmehr eine eigenständige Werkstoffgruppe dar. So fügten die Saarbrücker Materialforscher mit besonders trickreichem Laserbeschuss Zinn und Kupfer zusammen und kombinierten so die Vorzüge weicher Metalle mit jenen der harten intermetallischen Verbindung. Dazu bestrahlten sie ein mit Zinn beschichtetes Kupferblech mit einem Interferenzmuster aus Laserlicht. Das Ergebnis des Licht-und-Schatten-Musters ist das abwechselnde Auftreten weicher und harter Streifen in Abständen von Mikrometern. Vorbild, so Professor Mücklich, sei der menschliche Knochen mit seiner schichtartigen Struktur aus harten Mineralien und weichem Knorpel gewesen. Aus dem Kupfer-Zinn-Verbundblech könnten besonders sichere und langlebige elektrische Kontakte etwa für den Automobilbau hergestellt werden.

    Selbst "ewige Zündkerzen" seien mit intermetallische Verbindungen denkbar. Herkömmliche Treibstoffzünder tragen heute idealerweise kostspielige Platin-Elektroden. "Mit intermetallischen Verbindungen reichen wir schon nahe an die Hochtemperaturstabilität und die Stabilität gegen Oxidation heran, die Platin besitzt. Unser Material kostet aber nur einen Bruchteil des Edelmetalls." Möglicherweise, so orakelt der Saarbrücker Forscher, müsse man in Zukunft überhaupt keine Zündkerzen mehr auswechseln, weil "intermetallische" Zündkerzen dann über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges eine gleichbleibend gute Verbrennung garantierten. Überdies wären völlig neue Motorkonstruktionen möglich, da die Kerzen ja nicht mehr zugänglich angebracht sein müssten.

    [Quelle: Mathias Schulenburg]