Die meisten Stoffe dehnen sich aus, wenn sie warm werden. Forschern ist jetzt gelungen, eine Metalllegierung zu entwickeln, die sich praktisch nicht vergrößert.
Eine neue Metall legierung ändert ihre Länge pro Grad Celsius nur um rund ein Zehntausendstel eines Prozents, und das über einen Temperaturbereich von 400 Grad. Es handelt sich um einen sogenannten Pyrochlor- Magnet en, der eine ungleichmäßige Legierung aus Zirkonium, Niob, Eisen und Kobalt ist. Gefunden wurde das Material durch die Kooperation von Forschern der Technischen Universitäten Wiens und Pekings.
Bei Wärme bewegen sich Atome schneller, brauchen also mehr Platz, weshalb sich Materialien dann ausdehnen. Das ist auch bei Invar grundsätzlich so, doch gibt es dort einen gegenläufigen magnetischen Effekt, der die wärmebedingte Ausdehnung zum Teil aufhebt: Einzelne Atome stoßen einander magnetisch ab, was die Atomabstände und damit das Kristallgitter im Metall vergrößert.
Erst die Wiener Computersimulation ermöglicht es, die Vorgänge so genau zu verstehen, dass Vorhersagen für andere Materialien möglich sind: "Zum ersten Mal steht eine Theorie zur Verfügung, die konkrete Vorhersagen für die Entwicklung neuer Materialien mit verschwindender Wärmeausdehnung machen kann", freut sich Khmelevskyi.
Predictive Theory of Anomalous Volume Magnetostriction in Fe–Ni Alloys: Bond Repopulation Mechanism of the Invar Effect . Ein Jahr darauf folgte in der National Science Review, nwae462, die Veröffentlichung der Ergebnisse der chinesischen Experimente durch Sun et al:
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