Neuartige Keramik zieht sich bei Wärme zusammen

Anwendungsmöglichkeiten sind zum Beispiel im Flugzeugbau denkbar

Nagoya (pte002/10.02.2017/06:10)

Materialien, die sich bei Wärme ausdehnen, werden dank ständiger Temperaturschwankungen irgendwann spröde. Ein neuer Baustoff soll das nun ändern: Er zieht sich bei Wärme um rekordverdächtige 6,7 Prozent zusammen und dehnt sich bei Kälte wieder aus. Das keramische Material besteht aus Kalzium-, Ruthenium- und Sauerstoff-Atomen, berichten Forscher der Nagoya University http://en.nagoya-u.ac.jp .

"Die nicht einheitlichen Veränderungen der atomaren Struktur scheinen die Mikrostruktur des Materials zu verformen, was bedeutet, dass die Hohlräume zusammenfallen und das Material schrumpft", erklärt Koshi Takenaka, einer der Studienautoren. "Das ist ein neuer Weg, um negative thermische Expansion zu erreichen und er wird uns erlauben, neue Materialien zu entwickeln, um die Wärmeausdehnung zu kompensieren."

Mischung mit anderen Materialien möglich

Für den Flugzeugbau und Tieftemperaturkonstruktionen könnte das viele Vorteile bringen, hoffen die japanischen Forscher. Denn wenn durch die Beimischung der neuartigen Keramik die normale Wärmeausdehnung auf null Prozent heruntergeschraubt werden kann, würde das die Langlebigkeit der Bauteile verlängern.

Takenaka und Kollegen ersetzten darum einige Ruthenium-Atome durch Eisen-Atome, wodurch sich das Temperaturfenster für negative thermische Expansion auf über 200 Grad Celsius vergrößerte, was die Entdeckung für die Industrie noch interessanter macht. (Ende)