Atomare Ordnung von Aluminiumoxid-Keramik geklärt

7. Oktober 2005, 14:09
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Leoben: Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit wurde die Grenzfläche zwischen Keramik und Aluminium untersucht

Graz - Während Metalle und Halbleitermaterialien und deren atomare Ordnung schon sehr gut erforscht sind, weiß man noch immer relativ wenig von Oxiden und deren Struktur bzw. ihrer Reaktion mit anderen Materialien. Die Ordnung in den Atomen einer Aluminiumoxid-Keramik - eine hoch feste Keramik, die mit einer Schicht flüssigem Aluminiums überzogen wurde - wurde nun von einem internationalen Forscherteam unter Mitarbeit von Experten der Leobener Montanuni geklärt und in der renommierten Wissenschaftszeitschrift "Science" veröffentlicht.

Diese Erkenntnisse böten bedeutendes Grundlagenwissen über die Grenzflächen von Materialien. Gerade wenn es darum geht, Werkstoffe mit bestimmten Eigenschaften wie hoher Bruchfestigkeit zu versehen, ist es wichtig zu wissen, wie sich diese Grenzflächen im atomaren Bereich verhalten, so Christina Scheu. Sie arbeitet seit März am Department für Metallkunde und Werkstoffprüfung und hat an der Publikation mitgewirkt.

Perfekte Isolatoren

Oxidoberflächen sind für die Werkstoffforschung von besonderem Interesse: Sie sind perfekte Isolatoren, sind hoch hitzebeständig, bruchfest und werden beispielsweise in der Halbleitertechnologie eingesetzt. "Wir wollen den Aufbau der inneren Struktur besser verstehen, damit wir Rückschlüsse ziehen können, was sich bei ihrem Einsatz an den Grenzfläche zu anderen Materialien abspielt", so Scheu.

Aufgedeckte Ordnung

Das internationale Team aus Mitarbeitern des Max-Planck-Institutes für Metallforschung in Stuttgart und des Technion (Israel Institute of Technology), Haifa, sowie Sang Ho Oh, der zur Zeit als Gastwissenschaftler am Erich-Schmid-Institut für Materialwissenschaft in Leoben forscht, und Christina Scheu konnte nun erstmals mikroskopisch nachweisen, dass flüssiges Aluminium an der Grenze zur Aluminiumoxid-Keramik eine Ordnung über mehrere Atomlagen aufweist.

Bisher war man davon ausgegangen, dass die Atome des flüssigen Aluminiums keiner Ordnung unterliegen. Dem internationalen Team gelang nun jedoch die mehrfach wiederholte Beobachtung durch ein Transmissions-Elektronen-Mikroskop. Es konnte gezeigt werden, dass flüssiges Aluminium an der Grenzfläche zwischen Aluminium und Aluminiumoxid eine Ordnung über mehrere Atomlagen aufweist. "Wir konnten sogar per Video festhalten, wie das Aluminiumoxid in das aufgebrachte Aluminium hineinwächst", so Scheu. (APA)

  • Die Ordnung in den Atomen einer Aluminiumoxid-Keramik wurde von einem
internationalen Team unter Mitarbeit von Christina Scheu (im Bild) geklärt.
    foto: montanuni leoben

    Die Ordnung in den Atomen einer Aluminiumoxid-Keramik wurde von einem internationalen Team unter Mitarbeit von Christina Scheu (im Bild) geklärt.

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