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Physiker erforschen in Saarbrücken amorphe Metalle

Saarbrücker Projekt : Physiker erforschen Metall der Zukunft

An der Saarbrücker Universität arbeiten vier junge Wissenschaftler mit dem „neuen Star am Materialhimmel“ – den amorphen Metallen.

Zum „neuen Star am Materialhimmel“ hat die Fachzeitschrift Maschinenmarkt sie ausgerufen – die amorphen Metalle. Sie sind härter als Stahl, kratzfest und dehnbar wie Kunststoffe. Sie verschleißen oder brechen nicht und können beispielsweise dafür sorgen, dass Uhrwerke von Chronometern noch präziser arbeiten und länger halten oder Lautsprecher Klänge in nie gehörter Reinheit wiedergeben.

Mit diesen Wundermetallen beschäftigt sich der Lehrstuhl für Metallische Werkstoffe an der Universität des Saarlandes schon seit geraumer Zeit. Geleitet wird er von Professor Ralf Busch. Der Hochschullehrer hat vier jungen Wissenschaftlern jetzt die Chance gegeben, die Eigenschaften der amorphen Metalle nicht nur im Labor zu studieren, sondern sie auch in marktfähige Produkte umzusetzen. Sie sind dabei, die Firma AMS (Amorphous Metal Solutions) zu gründen, um dieses Vorhaben zu verwirklichen.

Die vier Physiker, die sich schon lange kennen und bei den denen die Chemie stimmt, heißen Simon Hechler, Benedikt Bochtler, Oliver Gross und Alexander Kuball; fünfter im Bunde ist der Wirtschaftsingenieur Peter Linek, der dafür sorgen soll, dass die Zahlen bei AMS stimmen.

„Wir haben zwar schon passende Metalllegierungen und können daraus bereits Teile gießen, die sinnvoll einsetzbar sind“, sagt Kuball. „Doch wir sind noch nicht in der Lage, sie in großen Stückzahlen herzustellen.“ Das soll sich bald ändern. Entsprechende Apparaturen werden in diesen Wochen im Laborbereich des Lehrstuhls hinter Raumteilern aufgebaut, um das patentgeschützte Wissen vor neugierigen Blicken abzuschirmen.

Das Fertigungs-Verfahren ähnelt dem des Spritzguss im Kunststoff-Bereich. Die Metall-Legierungen werden in einem Hochtemperatur-Ofen auf bis zu 1200 Grad erhitzt, geschmolzen und unter Druck in die Form gespritzt. Diese ist von einem kalten Kupfer- oder Stahlmantel umgeben, der dafür sorgt, „dass die Schmelze innerhalb weniger Sekunden abkühlt“, erläutert Gross. „Das setzt voraus, dass die gegossenen Teile sehr klein sind. Doch nur dann bildet sich die gewünschte amorphe Struktur.“ Das ist ein ungeordnetes Metall-Innengefüge, das Glas ähnelt. Im Gegensatz dazu haben normale Legierungen im Innern eine festgefügte Atom-Anordnung – ähnlich den Kristallen.

Doch AMS hat sich nicht nur die Massenfertigung von amorphen Teilen patentieren lassen, auch Metall-Legierungen, die über bestimmte Eigenschaften verfügen, sind gegen Nachahmung geschützt. „Hierbei die richtige Rezeptur zu finden, ist ein großer experimenteller Aufwand“, sagt Bochtler.

Wenn der Fertigungs-Prozess stabil läuft, „müssen wir Kunden finden“, erinnert Hechler. Hier ist er optimistisch. Es gebe beispielsweise Anfragen von Schmuckherstellern, die Geschmeide aus Gold- oder Platinlegierungen hart wie Stahl machen wollen, ohne ihnen ihren Glanz zu nehmen. Auch in der Medizintechnik oder der Industrie sei die Verwendung von amorphen Metallen naheliegend. „Sie sind überall dort einsetzbar, wo sie trotz ihrer Winzigkeit Großes leisten müssen“, sagt er.

Unter finanziellem Druck steht das AMS-Team vorläufig nicht. Denn den Firmengründern sind über das Bundes-Förderprogramm Exist-Forschungstransfer 700 000 Euro für 18 Monate zugesichert worden (siehe Info). Dieses Geld soll ab Oktober fließen. Die jungen Leute hoffen, dass sie ihre Firma bis dahin am Laufen haben, zumal das Programm auch zulässt, dass sie weiter die Labore der Universität nutzen können.