MAX-Phasen gelten als Material der Zukunft. Sie vereinen die Vorteile von Keramiken und Metallen und könnten bei Turbinen oder in der Raumfahrt zum Einsatz kommen. Bislang fehlt ein geeignetes Verfahren, um das Material industriell herzustellen. Ein uralter Kniff aus der Küche soll das ändern: der Salzmantel.
MAX-Phasen vereinen die positiven Eigenschaften von Keramiken und Metallen:
Damit die Industrie MAX-Phasen in größeren Mengen weiterverarbeiten kann, benötigt sie das Material in Pulverform. Die Herstellung ist bislang aufwendig und teuer. MAX-Phasen entstehen erst bei über 1.000 Grad Celsius. Damit die Materialien dabei nicht mit dem Luftsauerstoff reagieren und oxidieren, werden sie im Vakuum oder in einer Schutzatmosphäre aus Argon hergestellt.
Die Jülicher Werkstoffexperten Apurv Dash und Prof. Jesus Gonzalez-Julian haben im Projekt MAXCOM* eine verblüffend einfache Methode entwickelt, um MAX-Phasen herzustellen. Die Forscher vom Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1) umschließen die Ausgangsstoffe mit einem Bad aus flüssigem Salz (Kaliumbromid) (1). Das Prinzip kennt man aus der Küche: Der Salzmantel verhindert, dass Aromen und Nährstoffe von Fisch, Fleisch oder Gemüse beim Garen entweichen. Bei den MAX-Phasen hingegen schützt die Ummantelung vor eindringendem Sauerstoff. Eine spezielle Schutzatmosphäre ist daher nicht nötig, zum Erhitzen reicht ein normaler Ofen. Das Salz wirkt außerdem als Trennmittel: Es verhindert, dass die verschiedenen Komponenten der MAX-Phasen zusammenbacken, und sorgt dafür, dass feinkörniges Pulver entsteht. Das Salz selbst schmilzt zu einer festen Masse (2), die beim Abkühlen erstarrt (3). Das Salz kann anschließend mit Wasser gelöst und weggewaschen werden (4). Das Pulver wird dann getrocknet (5).
* MAXCOM wird seit 2016 für fünf Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Bild: Forschungszentrum Jülich/Tobias Schlöfler, Illustrationen: SeitenPlan, Video: Falling Walls Foundation
