Manche Fehler machen stark

Aluminiumoxid-Schichten machen Werkzeuge widerstandsfähiger. An der TU Wien verbessert man diese Schichten mit Eisenund Chrom-reichen Partikeln, die man ursprünglich für störend hielt. Bohr-, Fräsund Schneidewerkzeuge in der Industrie müssen ganz besondere Eigenschaften aufweisen: Sie müssen nicht nur hohen mechanischen Belastungen standhalten, sondern auch extremen Temperaturen, außerdem sollen sie auch noch chemisch möglichst widerstandsfähig sein. An der TU Wien entwickelt man eine überraschende Möglichkeit, Schutzschichten aus Aluminium-Chromoxid zu verbessern: Man baut Eisen mit in die Legierung ein - und gerade winzige Eisenund Chrom-reiche Nanopartikel, die man auf den ersten Blick für schädlich halten würde, sorgen für verbesserte Materialeigenschaften. Sechsecke sind stabiler - 'Beschichtungen aus Aluminiumoxid bergen großes Potential für die Anwendung auf Bearbeitungswerkzeugen - allerdings nur, wenn es sich um Aluminiumoxid mit der richtigen Kristallstruktur handelt', sagt Christian Koller vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der TU Wien. Die Aluminiumund Sauerstoff-Atome des Aluminiumoxids können sich nämlich auf unterschiedliche Weise anordnen: Wenn sie ein Muster aus lauter Sechsecken bilden - man spricht dann von einer Korund-Struktur? ist das Material belastbar und widerstandsfähig, wenn sich dieselben Atome allerdings würfelförmig anordnen, sind die Eigenschaften des Endproduktes weit weniger gut. 'Die würfelförmige Phase kann durch Temperatureinwirkung während der Anwendung in die kompaktere, sechseckige Phase übergehen, dann rücken die Atome insgesamt enger zusammen und im Material entstehen winzige Risse', erklärt Koller.