metallische Gläser

metạllische Gläser,

 

Metạllglas, glasige Metạlle, Glasmetalle, amọrphe Metạlle, metallische Werkstoffe, die durch äußerst rasche Erstarrung der Schmelze entstehen, wobei sich eine regellose amorphe Struktur (unterkühlte Schmelze) wie bei Gläsern bildet und nicht das für Metalle kennzeichnende geordnete kristalline Gefüge. Es werden gegenüber der kristallinen Erstarrung veränderte, technisch interessante Eigenschaften erzielt, z. B. höhere Festigkeit, größere Korrosionsbeständigkeit oder sehr gutes weichmagnetisches Verhalten. Für eine amorphe Erstarrung besonders geeignet sind bestimmte Legierungen, z. B. aus Übergangsmetallen oder Edelmetallen (Eisen, Kobalt, Nickel, Palladium, Platin) mit Nichtmetallen oder Halbmetallen (Bor, Kohlenstoff, Phosphor, Silicium). Die günstigen Legierungsbereiche befinden sich im Phasendiagramm im Allgemeinen in der Nähe von eutektischen Zusammensetzungen. Der amorphe Zustand für Metalle ist bei höheren Temperaturen instabil. Durch Erwärmung tritt oberhalb einer legierungsspezifischen Temperatur (40-60 % der Schmelztemperatur) Kristallisation ein. Bei der Erzeugung metallischer Gläser sind für die meisten Legierungssysteme Abkühlgeschwindigkeiten von 10⁶ K/s erforderlich. Herstellbar sind Pulver, Drähte und schmale Bänder mit einer Dicke beziehungsweise einem Durchmesser von maximal 0,05 mm. Mögliche Herstellmethoden sind Aufdampfen auf gekühlte Substrate, Sputtern, chemisches oder elektrolytisches Abscheiden oder, v. a. bei kontinuierlicher Erzeugung, das rasche Abschrecken der Schmelze. Pulver können durch das Zerstäuben der Metallschmelze mit verflüssigten inerten Gasen hergestellt werden. Für das Bandgießen sind vornehmlich das Schmelzspinnverfahren (Einrollenverfahren) und das Zweirollenverfahren bekannt geworden. Das flüssige Metall wird auf eine sich schnell drehende gekühlte Walze oder in den Spalt zweier Walzen gespritzt. Das Verglasen einer dünnen Oberflächenschicht z. B. durch Laserstrahlbehandlung ermöglicht die Oberflächenveredelung von Stahl- und Nichteisenerzeugnissen. Damit werden die Eigenschaften metallischer Gläser (Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit) mit denen des kristallinen Grundwerkstoffes kombiniert. Metallische Gläser werden z. B. für elektrische Bauelemente für den Hoch- und Mittelfrequenzbereich, gewickelte Transformatorenkerne, metallische Abschirmungen, magnetoelastische Sensoren, abriebfeste Tonköpfe, Lötfolien, oberflächenverglaste Metalllager verwendet.