Amorfe palladiumlegering.

In Californië is een metaallegering bedacht die qua sterkte lijkt op glas maar qua brosheid op metaal. De optelstom is beter bestand tegen beschadiging dan welk materiaal ook, zo meldden onderzoekers van Berkeley Lab en Caltech onlangs in Nature Materials.

Het materiaal is een ‘metallisch glas’. Het bestaat geheel uit metaalatomen maar de structuur is vergelijkbaar met die van glas: geheel amorf in plaats van kristallijn. Dat bereik je door het vanuit gesmolten toestand zó snel af te koelen dat het niet de kans krijgt om uit te kristalliseren.

Dat laatste betekent weer dat de monsters tamelijk dun moeten zijn om de warmte-overdracht snel genoeg te laten verlopen. Het dikste wat de onderzoekers tot nu toe hebben weten te maken, zijn staafjes van 6 mm diameter in een kwartsglazen buisje.Het gebruikte materiaal vertoonde de mengverhouding Pd79Ag3,5P6Si9,5Ge2. Volgens de onderzoekers is het essentieel om minstens 5 elementen te mengen: samen hebben die zó veel moeite om uit te vinden hoe ze uit moeten kristalliseren, dat ze stollen voordat ze er uit zijn.

Dat de brosheid zo laag is komt volgens de onderzoekers doordat het materiaal bij vervorming

een zeer groot aantal nano-haarscheurtjes tegelijk gaat vertonen. Die kruisen elkaar en vormen een soort netwerk, waarmee ze elkaars voortplanting tegenhouden. Dat voorkomt dus dat er eentje uitgroeit tot een serieuze barst.

De auteurs denken het materiaal onder meer te kunnen gebruiken voor tandprotheses en andere biomedische implantaten, waarbij het een voordeel is dat er geen allergene of toxische metalen in zitten zoals koper, nikkel en aluminium. Voor grootschalige toepassingen is palladium echter veel en veel te duur.

bron: Caltech

Onderwerpen