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Produktionsforschung: Auf dem heißen Weg zum Alu-Glas

Möglicherweise hat ein Wissenschaftlerteam um Anatoly Rosenflanz von 3M ein gangbares Verfahren gefunden, um Aluminiumglas herzustellen.

Als "Glas" bezeichnet man einen Zustand auf halbem Weg zwischen fest und flüssig. Für gewöhnlich bildet Silizium die Grundlage für Strukturen aus Glas, doch im Prinzip ginge dies auch mit anderen Elementen wie zum Beispiel Aluminium. Das Problem liegt bisher allerdings darin, die Schmelze schnell genug abzukühlen, damit sich keine Kristalle bilden können. Die dafür nötigen Abkühlungsgeschwindigkeiten von bis zu zehn Millionen Grad Celsius pro Sekunde sind zur Zeit technisch kaum zu erreichen.

Die 3M-Forscher mischten nun für ihr Glas 80 Prozent Aluminiumpulver mit den Oxiden verschiedener Übergangselemente, darunter Lanthan, Gadolinium und Yttrium. Sie schmolzen den Mix und kühlten ihn in Wasser ab. Dabei bildeten sich winzige Kügelchen mit Durchmessern von unter 140 Mikrometern. Diese wurden bei 1000 Grad Celsius zu einem größeren Körper verbacken. Das Resultat war ein zu 95 Prozent durchsichtiges Glas mit eingelagerten Aluminium-reichen Nanokristallen.

Da Alu-Glas wesentlich härter ist als die Silizium-Variante und interessante optische Eigenschaften wie beispielsweise einen hohen Brechungsindex aufweist, böten sich viele Anwendungen an, sobald die Produktion im größeren Maßstab möglich sein wird.

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  • Quellen
Nature 430: 761 (2004)

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