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Konfigurationsstabilisierte Legierungen - High-Entropy Alloys

Das klassische Konzept zur Erzeugung metallischer Werkstoffe basiert auf dem Prinzip, die Eigenschaften eines metallischen Hauptelements durch gezieltes Zusetzen von meist geringen Mengen anderer Elemente zu verbessern bzw. gezielt einzustellen. Im Gegensatz dazu basieren "High Entropy Alloys" (engl. konfigurationsstabilisierte Legierungen) auf mindestens fünf Elementen in signifikant großen Mengen - in der Regel sogar mit gleicher atomarer Konzentration. Als Beispiele können hier z. B. CoCrFeMnNi und HfNbTaTiZr oder die bei uns entwickelte NbMoCrTiAl genannt werden, in denen die fünf Elemente in jeweils gleicher Konzentration vorliegen. Entgegen der metallurgischen Erwartung, dass in diesen Legierungen spröde, intermetallische Phasen entstehen, bilden sich bei entsprechender Behandlung vergleichsweise einfache ungeordnete, kubischflächenzentrierte bzw. kubischraumzentrierte Kristallstrukturen in diesen beiden Systemen aus. Durch die Unterdrückung intermetallishcer Phasen können entweder vergleichsweise duktile Misckristalllegierungen erzeugt werden oder wie im Falle von NbMoCrTiAl eine Verbindung von hohen Schmelzpunkten und guter Oxidationsstabilität durch die Verbindung von Refraktärmetallen und Passivschichtbildnern.

Aktuell sind wir mit folgenden Themen im Bereich der Konfigurationsentropie-stabilisierten Legierungen aktiv:

Hierbei handelt es sich unter anderem um Beiträge zum DFG-Schwerpunktprogramm SPP 2006 "Compositionally Complex Alloys – High Entropy Alloys".