Zäh bei minus 253 Grad: Neue Legierungen werden in extremer Kälte nicht spröde
Metalle mit kubisch-raumzentriertem Gitter werden bei großer Kälte meist spröde. Ein Team um Oxford und Berkeley zeigt in Nature zwei Legierungen auf Niob-Titan-Basis, die auch bei 20 Kelvin zäh bleiben.
Symbolbild · Foto: DOE / Wikimedia Commons, Public domain (zugeschnitten und skaliert)
Viele Metalle mit sogenanntem kubisch-raumzentriertem Kristallgitter werden in extremer Kälte spröde, weil sich die Versetzungen – winzige Fehler im Kristall, die eine Verformung erst ermöglichen – kaum noch bewegen können. Ein Team unter Leitung der University of Oxford, der University of California, Berkeley, und des Lawrence Berkeley National Laboratory hat nun zwei experimentelle Legierungen auf Basis von Niob und Titan untersucht, die bei 20 Kelvin (minus 253 Grad Celsius) zäh blieben. Auch bei der tiefsten getesteten Temperatur zeigten sie keinen messbaren Übergang zu sprödem Verhalten. Die Studie erschien im Fachjournal Nature (DOI 10.1038/s41586-026-11065-7), die Mitteilung datiert vom 14. Oktober.
Den Grund sehen die Forschenden in Vorgängen auf der Nanoskala: Zwillingsbildung im Kristall und eine örtliche Änderung der Kristallstruktur erzeugen an den Korngrenzen Spannungspunkte. Dort entstehen neue Defekte, die es dem Metall erlauben, sich weiter zu verformen, statt zu reißen. Beteiligt waren unter anderem auch die University of Bristol, die Neutronen- und Myonenquelle ISIS, die UC Irvine, das Pacific Northwest National Laboratory, die Texas A&M University und die Nanyang Technological University.
Die Ergebnisse könnten laut den Forschenden helfen, Metalle für Anwendungen bei Tiefsttemperaturen in Energie, Verkehr und Luft- und Raumfahrt gezielt zu entwerfen.