Alchemisten forschten Jahrhunderte lang, um aus Eisen Gold zu machen. Das haben die Wissenschaftler um Zhou Ping Lu vom Oak Ridge National Laboratory zwar auch nicht geschafft, dafür ist ihnen eine andere wundersame Umwandlung gelungen: Sie haben Stahl mit der Struktur von Glas hergestellt, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift Physical Review Letters (18. Juni 2004).
Die Atome in Metallen befinden sich normalerweise in einem geordneten Kristallgitter. Seit einigen Jahren stellen Materialforscher aber auch so genannte amorphe Metalle her, in denen die Atome ungeordnet vorliegen wie in einem Glas. Das gelingt durch extrem schnelle Abkühlung einer Metallschmelze. Die amorphen Metalle oder “Metallgläser” haben faszinierende Eigenschaften: Sie sind wesentlich fester, härter und korrosionsbeständiger als kristalline Metalle, können im Gegensatz zu Gläsern aus Silikat oder Keramiken aber elastisch verformt werden. Ihre elektrische Leitfähigkeit und ihre Wärmeleitungseigenschaften entsprechen der von Metallschmelzen, einige Metallgläser sind außerdem ferromagnetisch.
Bislang konnte amorpher Stahl nur in dünnen Folien erzeugt werden. Solche Folien werden beispielsweise in Transformatoren eingesetzt, wo sie den Energieverlust um zwei Drittel verringern können. Lu und seine Kollegen entdeckten jetzt jedoch eine Eisenlegierung, mit der sich auch größere Stücke von Stahlglas erzeugen lassen. Die Forscher gehen davon aus, dass sich Werkstücke aus amorphem Stahl, ähnlich wie sonst bei der Stahlherstellung üblich, kostengünstig in Formen aus Kupfer gießen lassen müssten. Größere Stücke des Materials könnten zum Beispiel als Träger für Gebäude oder in Stahlbeton eingesetzt werden.
Ute Kehse
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