Die Verbindung eines Metalls mit einem anderen Werkstoff bezeichnet man als Metallmatrix-Verbundwerkstoff – oder im Englischen Metal Matrix Composite (MMC). Dieser Verbundwerkstoff hat eine Vielzahl an Vorteilen. So kann bspw. die Festigkeit des Metalls erhöht werden, während die Dichte sinkt, was bedeutet, dass der entstehende Werkstoff leichter ist als das Metall an sich. Wissenschaftler haben einen Metallmatrix-Verbundwerkstoff entwickelt, der so leicht ist, dass er auf Wasser schwimmt.


leichter MMC
Foto: NYU Polytechnic School of Engineering

Schwimmendes Metall für den Schiffsbau

Das Team von der New York University Polytechnic School of Engineering entwickelte den Werkstoff in Zusammenarbeit mit dem U.S. Army Research Laboratory. Das Material besteht aus einem Verbund von einer Magnesiumlegierung mit Siliziumcarbid-Partikeln. Dadurch sank die Dichte der Verbindung unter die von Wasser, während das Material fest genug ist, um in seetüchtigen Schiffen verwendet zu werden.

Die Siliziumcarbid-Partikel werden in Form von hohlen Sphären in die Magnesiumlegierung eingebracht. Diese Methode ist nicht neu, aber der neue Werkstoff ist der erste Metallmatrix-Verbundverkstoff, der tatsächlich so leicht ist, dass er auf Wasser schwimmen kann. Die Materialwissenschaft konzentriert sich momentan darauf, leichtes, festes Kunstoffmaterial herzustellen, um damit Metalle im Schiffs- und Autobau zu ersetzen. Der neue MMC-Werkstoff ist dabei eine willkommene Abwechslung, die die Materialwissenschaft wieder in andere Bahnen lenken könnte.


“This new development of very light metal matrix composites can swing the pendulum back in favor of metallic materials. The ability of metals to withstand higher temperatures can be a huge advantage for these composites in engine and exhaust components, quite apart from structural parts”, so Nikhil Gupta, der an der Entwicklung des Materials beteiligt war.

Der Werkstoff ist flexibel

Der Verbundstoff wird hergestellt, indem die Magnesiumlegierung in eine Art Schaum verwandelt wird, um dann die Siliziumcarbid-Partikel zuzusetzen. Siliziumcarbid kommt zwar durchaus auch natürlich vor, wird aber im großen Stil künstlich hergestellt und in einer großen Masse von Produkten verwendet – von Bremsscheiben bis hin zu kugelsicheren Westen. Die Ergebnisse der Forschung durch die University of New York wurden im International Journal of Impact Engineering veröffentlicht.

Die Forscher glauben, dass ihr Material stark genug ist, um möglicherweise für die Panzerung militärischer Fahrzeuge genutzt zu werden. Durch die Siliziumcarbid-Sphären kann das Material nicht nur sehr viel Druck standhalten, sondern auch eine große Menge Energie absorbieren, bevor es bricht.

Das Material ist flexibel einsetzbar, da durch die Menge an zugesetztem Siliziumcarbid die Dichte und Festigkeit angepasst werden kann. Dadurch ist die Verwendung des Werkstoffes in vielen Bereichen denkbar.

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