Amorphe Metalle: Eigenschaften und Besonderheiten

Amorphe Metalle ermöglichen aufgrund ihrer einzigartigen Materialeigenschaften wie hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Elastizität sowie Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität völlig neue Möglichkeiten für Konstrukteure.

Was sind amorphe Metalle?

Picture crystalline Structure vs. Amorphous Structure

Amorphe Metalle entstehen durch das Schockfrosten von metallischen Schmelzen. Die Atome haben dabei keine Gelegenheit, ein kristallines Gitter zu bilden und erstarren ungeordnet (amorph). Da bei diesem Prozess die Phasenumwandlung von flüssig zu fest unterdrückt wird, bilden sich beim Erstarren keine Kristallisationskeime. Diese Fehler in der Gitterstruktur von herkömmlichen Metallen beeinflussen die mechanischen und elektromagnetischen Eigenschaften und führen beispielsweise dazu, dass das Material eine erhöhte Neigung zu Korrosion zeigt, spröde ist oder schneller reißt.

Da bei amorphen Metallen keine Gitterstrukturen vorhanden sind, bilden sich keine Korn- und Phasengrenzen. Das Material zeigt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, ist überdurchschnittlich korrosionsbeständig, biokompatibel und verhält sich isotrop. Aus diesem Grund sind metallische Gläser, wie amorphe Metalle auch genannt werden, hervorragend für eine Vielzahl von High-Tech-Anwendungen geeignet und zum Beispiel interessant für verschleißfeste Antriebskomponenten, stabile Federungen, Membranen für Sensorik oder Gehäuse für Unterhaltungselektronik.

Erfahren Sie mehr über die Anwendungsmöglichkeiten amorpher Metalle

Unser Angebot: Amorphe Legierungen von Heraeus AMLOY

Unser Portfolio umfasst amorphe Legierungen auf Zirkonium- und Kupfer-Basis. Außerdem forschen wir aktuell an Legierungen basierend auf Titan und Platin.

Unser Kundenservice berät Sie gerne zum passenden Material für Ihr Projekt. Sprechen Sie uns an!

Materialdaten amorpher Legierungen von Heraeus AMLOY:

Zirkonium-basiert Zirkonium-basiert Kupfer-basiert
Name AMLOY-ZR01 AMLOY-ZR02 AMLOY-CU01
Dichte (g/cm3) 6,68 6,60 6,89
Liquidustemperatur (°C) 920 830 870
Solidustemperatur (°C) 870 781 770
Glasübergangstemperatur Tg (°C) 400 403 410
Kristallisationstemperatur Tx (°C) 475 469 465
Kristallisationsenthalpie ∆H (J/g) -47 -47 -47
E-Modul (GPa) 87 89 115
Poissonzahl 0,35 0,37 N/A
Biegefestigkeit (GPa) 2,3 2 2,9
Zugfestigkeit (GPa) 1,6 1,7 N/A
Druckfestigkeit (GPa) 1,7 1,6 N/A
Vickers Härte (HV5) 480 540 580
AMLOY-ZR01 AMLOY-ZR02 AMLOY-CU01

Amorphe Metalle: Technische Eigenschaften

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 damit geringer Abrieb (vergleichbar mit Keramik)
  • Isotrope Eigenschaften
  • Geringe elektrische Leitfähigkeit

Durch diese Eigenschaften können amorphe Metalle gut für stark beanspruchte Komponenten, wie Scharniere oder Getriebeteile verwendet werden.

Amorphous metals - pushing limits of materials performance
Amorphe Metalle vs. Stahl: In unserem Video zeigen wir Ihnen, wie elastisch amorphe Metalle im Vergleich zu Stahl sind.

Hohe magnetische Durchlässigkeit

  • Elektrischer Widerstand ist fast temperaturunabhängig
  • Leicht zu magnetisieren und zu entmagnetisieren

Durch diese Eigenschaften können amorphe Metalle optimal 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 (zertifiziert nach ISO 10993-5 und ISO 10993-12)

Durch diese Eigenschaften können amorphe Metalle hervorragend für medizinische Instrumente oder Implantate aber auch für Bauteile in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden.

Sie haben Fragen zu den Eigenschaften amorpher Metalle und ihren Einsatzmöglichkeiten? Unser Kundenservice berät Sie gerne!