Mikrowelle erhitzt Metallnitride

Metallnitride aus Stickstoffgas und Metall gewinnen

Pennsylvania (pte018/07.04.2000/11:30)

Mit handelsübliche Mikrowellengeräten lassen sich nicht nur Speisen gleichmäßig erwärmen. Wie Dinesh Agrawal und seine Kollegen von der Pennsylvania State University http://www.psu.edu herausgefunden haben, kann man mit ihnen auch auf einfache Weise hochwertige Metallnitride aus Stickstoffgas und Metall herstellen. Metallnitride besitzen in der Regel hervorragende Materialeigenschaften: Sie widerstehen chemischer Korrosion, Abnutzung und hohen Temperaturen.

Die Herstellung dieser nützlichen Materialien erweist sich jedoch häufig als schwierig: Ständige Temperaturkontrollen sind notwendig. Oft dauert es mehrere Tage bis der Stickstoff das gesamte Metall durchdrungen hat, und eine Nitridkruste kann unter Umständen verhindern, dass die Reaktion auch in tieferen Metallschichten vollständig abläuft. Verwendet man dagegen Metallpulver, sind Explosionen nicht auszuschließen.

Wie die Wissenschaftler nun im Journal of Materials Research http://www.mrs.org/publications/jmr/ berichten, konnten sie diese Hindernisse weitgehend ausschalten. In ihrem Verfahren vermischen die Forscher Metallpulver mit festem Ammoniumchlorid und formen daraus Pellets. Diese placiert man in einen Behälter, der mit Stickstoffgas gefüllt ist. Zur Isolierung umwickelt man ihn anschließend mit Keramikfasern. Dies ist notwendig, da beim Erhitzen im Mikrowellengerät hohe Innentemperaturen von bis zu 1.400 °C entstehen.

Mit dieser Technik lässt sich in wenigen Minuten das Metallnitrid herstellen - mit hohen Ausbeuten und guten Materialeigenschaften. "Scheinbar beginnt die Reaktion im Zentrum des Pellets und schreitet von dort aus nach außen fort", so Agrawal. Daher hat man bei der neuen Herstellungsweise nicht mit einer behindernden Nitridkruste zu kämpfen und auch andere Nachteile sind ausgeschaltet. Nach Meinung der Wissenschaftler lassen sich diese Herstellungsweise auch auf größere Maßstäbe übertragen. (wsa) (Ende)