Werkstoffe mit verbesserten oder völlig neuen Eigenschaften

Große mechanische Festigkeit und hohe Wärmebeständigkeit: Das sind nur zwei der Eigenschaften, die sich Forschung und Industrie von Hochentropie-Legierungen versprechen. In diese exotische Materialklasse fallen Legierungen, die aus fünf oder mehr chemischen Elementen in gleichen Anteilen bestehen. An ihnen wird weltweit mit wachsendem Interesse geforscht. TANAKA ist nun ein Meilenstein gelungen: das erste Hochentropie-Legierungspulver, das ausschließlich aus Edelmetallen besteht: Platin (Pt), Palladium (Pd), Iridium (Ir), Ruthenium (Ru) und Rhodium (Rh). Damit stößt das Unternehmen die Tür auf zur Erforschung dieser Materialklasse und zur Entwicklung von Produkten mit verbesserten und sogar völlig neuen Eigenschaften.
Das Pulver dieser Legierung aus Edelmetallen eignet sich unter anderem für den Einsatz in 3D-Druckern, außerdem lässt es sich zu Stäben pressen oder auch zu einer Paste verarbeiten, die häufig in Schaltkreisen und Sensoren eingesetzt wird. Darüber erwarten die Entwickler von TANAKA, dass sich Hochentropie-Legierungen aus Edelmetallen aufgrund ihrer hohen Festigkeit und hohen Wärmebeständigkeit unter anderem für Katalysatoren und leitfähige Filme mit hoher Haltbarkeit eignen.

Die Hochentropie-Legierung aus Edelmetallen ist ein feines Pulver hoher Kristallinität und Gleichmäßigkeit mit Partikelgrößen von 10 Mikrometern oder weniger, die Kristallite darin sind 60 Nanometer oder größer. Pulver mit diesen Eigenschaften sind industriell leicht zu verarbeiten. TANAKA hat für jedes der fünf Elemente eine passende Methode zur Herstellung des Pulvers entwickelt. Im Juni 2023 wurde darauf ein Basispatent erteilt. Das hat das Unternehmen bereits zu einem Massenproduktionsverfahren weiterentwickelt. TANAKA beginnt im Oktober mit der Lieferung von Mustern.

Im Gegensatz zu Edelmetalllegierungen mit hoher Entropie aus Nanopartikeln, die instabil sind, ist diese Legierung aufgrund ihrer großen Partikel stabil. Dadurch behält sie die Eigenschaften von Edelmetallen wie hohe Korrosionsbeständigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit bei, die mechanische Festigkeit ist ebenfalls verbessert, die Wärmeausdehnung erfolgt kontrolliert. Die Erkenntnisse aus den Hochentropie-Legierungen sollen auch die Eigenschaften von anderen Edelmetalllegierungen verbessern, deren Eigenschaften je nach Zusammensetzungsverhältnis der Legierung stark variieren.