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Materialwissenschaften: Struktur metallischer Gläser aufgeklärt

Metallisches Glas
Mit Hilfe modernster Analyseverfahren und Computersimulationen haben Wissenschaftler um Howard Sheng von der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore die Anordnung der Atome in metallischen Gläsern aufgeklärt. Sie entdeckten, dass sich die Atome nicht rein zufällig anordnen, sondern kleine Cluster bilden, die sich auf charakeristische Weise zusammenlagern.

Anordnung der Atome | Die Atome in metallischen Gläsern sind doch nicht rein zufällig verteilt: Offenbar ordnen sich jeweils 7 bis 15 Atome um ein Zentralatom an und bilden so ein Frank-Kasper-Polyeder.
Die Forscher stellten fest, dass sich jeweils 7 bis 15 Atome um ein Zentralatom anordnen. Auf diese Weise entstehen so genannte Frank-Kasper-Polyeder, dreidimensionale Strukturen, die aus Dreiecksflächen zusammengesetzt sind. Auch Metalle weisen diese Polyeder auf, doch bei den Gläsern sind sie verzerrt und ordnen sich nicht in langen Reihen an, sondern in Clustern in Nanometermaßstab.

Metallische Gläser entstehen, wenn Metallschmelzen so schnell abgekühlt werden, dass sich die sonst für feste Metalle typische Gitterstruktur nicht ausbilden kann. Die so produzierten Materialien zeichnen sich oft durch hohe Festigkeit, große elastische Dehnbarkeit und Zähigkeit aus. Gleichzeitig lassen sie sich wie Kunststoffe problemlos erhitzen oder in Formen gießen.

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