Invar-Legierungen einer neuen Klasse

Ziyuan Rao und Kolleg*innen gewinnen Editor's Choice-Auswahl

17. Mai 2021

Ein Facelift für Invar-Legierungen, maßgeschneidert als 3D-Hochentropie-Legierungen. Nur durch die Wahl der richtigen Valenz-Elektronenkonzentration.

© Ziyuan Rao, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH

Eine wasserstoffbasierte Wirtschaft benötigt Materialien mit hoher mechanischer Festigkeit und Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen (~-150°C).  Außerdem dürfen die Materialien eine nur sehr geringe thermische Ausdehnung haben, um mechanische Spannungen und Materialversagen durch Temperaturänderungen zu vermeiden (beispielweise bei der Speicherung und dem Transport von Kryogas).

Solche Materialien werden Invar-Legierungen genannt. Ihr Erfinder Charles Edouard Guillaume wurde dafür 1920 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet, seitdem hat sich in ihrer Materialklasse allerdings nicht viel verändert und dieselben Materialien werden auch heute noch genutzt.

In einer aktuellen Arbeit verfolgen Ziyuan Rao, Forscher in der Abteilung "Mikrostrukturphysik und Legierungsdesign" am MPIE, und seine Kolleg*innen der Mugla Sitki Kocman Universität und der Universität Duisburg-Essen einen neuen Ansatz. Sie kombinieren die Eigenschaften von Invar-Legierungen mit einigen der vielversprechendsten Eigenschaften von Hochentropie-Legierungen: Hohe mechanische Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

Ihre aktuelle Arbeit wurde in der Zeitschrift „Physical Review Materials“ als Editor's Choice ausgewählt.

1.
Ziyuan Rao, Aslı Çakır, Özge Özgün, Dirk Ponge, Dierk Raabe, Zhiming Li, Mehmet Acet
3d transition-metal high-entropy Invar alloy developed by adjusting the valence-electron concentration
Phys. Rev. Materials 5, 044406 – Published 16 April 2021
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