Direkt zum Inhalt

Materialwissenschaft: Neuer Superwerkstoff trotzt dem Verschleiß

Der Physiker Pei Wang von der Sichuan University (China) und seine Kollegen haben eine Mischung aus Diamant und Bornitrid hergestellt und damit ein extrem widerstandsfähiges Material geschaffen, das die Vor­züge beider Ausgangsstoffe vereint. Es ist fast genau so hart wie Diamant, aber deutlich hitzebeständiger als dieser. Aus ihm lassen sich äußerst verschleißarme Schneidwerkzeuge herstellen.

Die Industrie benötigt spezielle Materialien, um widerstandsfähige Werkstoffe wie gehärteten Werkzeugstahl zu bearbeiten. Diamant ist dabei wegen seiner unübertroffenen Härte meist das Mittel der Wahl. Allerdings hält er keine hohen Temperaturen aus: Ab zirka 680 Grad Celsius oxidiert er, weshalb er sich nicht als Schleif- und Poliermittel für eisenhaltige Legierungen eignet. Kubisches Bornitrid (cBN) dagegen ist als Schleifmaterial äußerst temperaturbeständig, aber nur halb so hart wie Diamant.

Die chinesischen Forscher vermischten Diamant- und cBN-Staub im Verhältnis 1:1, wobei die Größe der Staubkörnchen zwischen zwei und vier Mikrometern lag. Dann setzten sie das Gemenge mehrere Minuten lang Drücken zwischen 11 und 20 Gigapascal und Temperaturen zwischen 1000 und 2300 Grad Celsius aus. Unter diesen Bedingungen sintert das Gemisch zu einem transparenten, kris­tallinen Feststoff. Er ist ähnlich hart wie Diamant, oxidiert aber erst ab etwa 800 Grad Celsius. Versuche zeigten, dass das Material sowohl Werkzeugstahl als auch Granit sehr gut schneidet und dabei viel weniger verschleißt als Diamant und cBN einzeln.

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Wie Psychopharmaka das Gehirn verändern

Wie wirken Antidepressiva, Neuroleptika und Psychostimulanzien auf das Gehirn? Psychopharmaka bringen schnelle Linderung bei psychischen Störungen, doch die langfristigen Folgen auf unser Denkorgan sind noch nicht ausreichend erforscht. Außerdem: Süßwasser unter dem Meer. Ein Weg aus der Wassernot?

Spektrum Kompakt – Plattentektonik - Kontinente on tour

Erdbeben und Vulkanausbrüche rufen es immer wieder ins Bewusstsein: Die Kontinente unseres Planeten sind ständig auf Tour. Während in manchen Bereichen tektonische Platten in die Tiefe abtauchen, entsteht an anderen Nahtstellen neue Erdkruste. Und manchmal findet sich dabei auch Verlorenes wieder.

Spektrum der Wissenschaft – Chemische Überraschungen: Chemische Überraschungen

Fluoreszenz: Vom Textmarker zur Geheimtinte • Fingerabdrücke: Spurensicherung mit Bleistift, Büroklammer und Blockbatterie • Synthese: Graphenproduktion im Hobbykeller

  • Quelle

Wang, P. et al.:Diamond-cBN Alloy: A Universal Cutting Material. In: Applied Physics Letters 107, 2015

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.