Aus diesem Grund sind metallische Gläser, wie amorphe Metalle auch genannt werden, hervorragend für eine hohe Anzahl von High-Tech Anwendungen geeignet. Sie sind energieabsorbierend und kratzfest, während sie gleichzeitig sehr gute elastische Eigenschaften haben – interessant für Anwendungen wie Einspritzdüsen, Membranen, Gehäuse für Endverbraucherelektronik oder Hochtonmembran für Lautsprecher, um nur eine Auswahl zu nennen.
Über Heraeus AMLOY - Amorphe Metalle
Amorphe Metalle sind während des Gießprozesses in flüssigem Zustand eingefrorene Metalle. Die Abwesenheit von Korngrenzen ermöglicht die ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, überdurchschnittliche Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität sowie isotropes Verhalten.
Was ist ein amorphes Metall?
Beim Gießen von Metallen und Metalllegierungen werden Kristallisationskeime gebildet, die sich während der Erstarrung vermehren. Korngröße, -form, -orientierung sowie Verteilung hängt stark von den Kühlbedingungen ab. Die Fehlstellen in der Gitterstruktur beeinflussen die mechanischen und elektromagnetischen Eigenschaften in die eine oder andere Richtung. Unreinheiten entlang der Korngrenzen erhöhen die Neigung zu Korrosion, Sprödigkeit bzw. niedriger Risszähigkeit.
Die Abwesenheit von Gitterstrukturen sowie fehlende Korn- und Phasengrenzen führten zur Bezeichnung der amorphen Metalle als metallische Gläser.
Amorphe Legierungen, die von Heraeus angeboten werden:
- Zr-basiert: AMLOY-ZR01 AMLOY-ZR02
- Cu-basiert: AMLOY-CU01
- Ti-basiert
- Pt-basiert (für Schmuckanwendungen – gesponsertes AIF Projekt)
AMLOY - Überwindet Materialgrenzen:
Vorteile für Ihre Anwendung
Amorphe Metalle erfüllen alle Anforderungen an High-Tech Anwendungen und zeigen Vorteile gegenüber anderen Materialien:
Biokompatibilität und Korrosionsresistenz sind die bedeutendsten Eigenschaften für Materialien, die für medizinische Implantate verwendet werden. Am besten geeignet sind reine Metalle wie Platin, Niob, Tantal oder Titan. Ein großer Nachteil dieser Elemente ist ihre niedrige Härte, die häufig nicht für die Anwendung im Medizinbereich ausreicht. Aus diesem Grund werden kleine Anteile der Elemente legiert, um die Härte zu erhöhen. Dies hat zur Folge, dass die Biokompatibilität an den Korngrenzen leicht reduziert wird.
Durch die Abwesenheit von Gitterstrukturen sind amorphe Metalle die nächste Generation an Materialien für Implantate, da sie eine hohe Härte (>2000 MPa) und hervorragende Biegbarkeit sowie Biokompatibilität vereinen. Der E-Modul entspricht mit ~ 80 GPa den mechanischen Eigenschaften von Knochen. Die Universität Graz hat Cytotox-Tests durchgeführt, um die Biokompatibilität von amorphen Metallen zu bestätigen.
Leichtgewichtige amorphe Materialien, die aus Titan hergestellt werden, sind doppelt so hart wie herkömmliche kristalline Titan-basierte Zusammensetzungen und daher hervorragend für Komponenten in der Luft- und Raumfahrt geeignet. Hohe Stabilität und Härte gepaart mit Gewichtseinsparungen sind Schlüsselanforderungen in diesem Markt.
Lifestyle Produkte erwecken eine emotionale Verbindung zu ihren Kunden. Oberflächengüte mit hoher Qualität und Kratzbeständigkeit sind Materialanforderungen für Lifestyle Produkte. Zusätzlich liefern amorphe Metalle noch hohe elastische Eigenschaften und Stoßdämpfung.
Ein weiterer großer Vorteil der amorphen Metalle ist die Möglichkeit zur thermoplastischen Verformung bei der mechanischen Verbindung mit anderen Metall-, Keramik- oder Plastikkomponenten. Bei der Verarbeitung von amorphen Metallen ist die Abwesenheit der Phasenumwandlung von flüssig zu fest ein Vorteil. Dadurch wird Schrumpf vermieden und „Net-Shape“-Produkte, d.h. Produkte in der Endform, können hergestellt werden.
Kontaktieren Sie unsere Experten, um Ihre Anwendung zu diskutieren und mehr darüber zu lernen, wie amorphe Metalle Ihre Produkte verbessern können.
Im Arbeitsgebiet amorphe Metalle haben wir wissenschaftliche Kooperationen mit folgenden Universitäten:
AMLOY - Verbesserung von Materialleistung:
Technische Vorteile
Amorphe Metalle bieten Eigenschaften in einzigartiger Kombination, die in konventionellen Materialien so nicht vorgefunden werden.
Mechanisch
- Hohe Festigkeit kombiniert mit hervorragender Elastizität (zweimal höher als Stahl)
- Hohe Oberflächengüte
- Hohe Härte und geringer Abrieb (vergleichbar mit Keramik)
- Isotrope Eigenschaften
Elektrisch und magnetisch
- Hohe magnetische Durchlässigkeit
- Elektrischer Widerstand ist fast temperaturunabhängig
- Leicht zu magnetisieren und zu entmagnetisieren
Durch diese Eigenschaften können amorphe Metalle perfekt in Anwendungen für E-Motoren und EMI Abschirmungen verwendet werden.
Chemisch und medizinisch
- Hohe Korrosionsresistenz durch das Fehlen von Korngrenzen und kristallinen Strukturen
- Biokompatibilität einiger Legierungen
Verarbeitung und Produktion
- Geringer Schrumpf bei der Erstarrung führt zu hoher Präzision beim Abgießen
- Thermoplastische Verformung bei Glasumwandlungstemperatur
Auf Grund der genannten Vorteile, die amorphe Metalle bieten, können sie in Anwendungen wie Getrieben, Federn oder Schneidwerkzeugen eingesetzt werden.
