Legierungspulver mit hoher Entropie

Legierungspulver mit hoher Entropie

Legierungspulver mit hoher Entropie Produktbild

Das erste Legierungspulver mit hoher Entropie der Welt, welches aus Edelmetallen mit einer sehr feinen Korngröße von 10 µm oder weniger besteht, eine hohe Kristallinität aufweist, und sich durch eine hohe Homogenität seiner Bestandteile auszeichnet.

Das erste Legierungspulver mit hoher Entropie der Welt, welches nur aus den 5 Edelmetallen Platin (Pt), Palladium (Pd), Iridium (Ir), Ruthenium (Ru) und Rhodium (Rh) besteht.

TANAKA hat das aus mindestens 5 verschiedenen Edelmetallen bestehende Legierungspulver, welches für dieses Produkt verwendet wird, und das Herstellungsverfahren dafür entwickelt, und im Juni 2023 das Pionierpatent für dieses Produkt erhalten (Patentnummer 7300565)(*1).

(*1) Legierungspulver mit hoher Entropie, welches am 29. Juni, 2023 patentiert wurde (Patentnummer 7300565). Die Eigenschaften des aus Edelmetallen bestehenden Legierungspulvers, welches für dieses Produkt verwendet wird, sind folgendermaßen definiert: (1) Legierungspulver aus Edelmetallen, welches durch die Legierung von mindestens 5 Edelmetallen hergestellt wird, (2) eine durchschnittliche Korngröße von ≤10 µm, und (3) eine Kristallitgröße von ≥60 nm hat, (4) und bei dem im Röntgenbeugungsspektrum im Beugungswinkelbereich von 2θein Peak im Bereich von 38 bis 44°zu sehen ist.

Was sind Legierungen mit hoher Entropie?

Legierungen, die die gleiche Menge von 5 oder mehr Elementen enthalten

Legierungen mit hoher Entropie sind Legierungen, die die gleiche Menge von 5 oder mehr Elemente enthalten, und bei denen es kein Hauptelement gibt, welches den Hauptbestandteil der Legierung ausmacht.

In den letzten Jahren besteht zunehmendes Interesse an Legierungen mit hoher Entropie, welche eine neue Metallwerkstoffklasse darstellen. Je nachdem, welche Eigenschaften die darin enthaltenen Metalle oder Edelmetalle besitzen, weisen sie gleichzeitig Eigenschaften wie z.B. hohe Festigkeit und hohe Hitzebeständigkeit auf. Es ist auch möglich, dass neue Eigenschaften entstehen, und deshalb findet weltweit aktiv R&D von diesen Legierungen statt.

Eigenschaften von Legierungspulver mit hoher Entropie

Hohe Festigkeit und hohe Hitzebeständigkeit. Legierungspulver mit einer Korngröße im Mikrobereich, welches industriell leicht verarbeitet werden kann

Das Legierungspulver aus Edelmetallen, welches für dieses Produkt verwendet wird, ist eine Legierung, die nur aus 5 oder mehr Edelmetallen besteht, deren hervorragende Eigenschaften wie z.B. Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit erhalten sind, in der Form eines Legierungspulvers mit einer Korngröße, dessen Größenordnung(*2) im Mikrobereich liegt, und das industriell leicht verarbeitet werden kann.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Legierungen aus Edelmetallen mit hoher Entropie, deren Korngröße im Nanobereich liegt, ist diese Legierung aufgrund ihrer großen Kristallitgröße relativ stabil für eine Legierung, und erfüllt deshalb die Anforderungen, die normalerweise an Legierungen gestellt werden, wie z.B. eine verbesserte mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und kontrollierte Wärmeausdehnung. Außerdem kann man davon ausgehen, dass sie zur Verbesserung der Funktionen und Eigenschaften von Edelmetallen beiträgt, deren Eigenschaften je nach der prozentualen Zusammensetzung der einzelnen Bestandteile der Legierung stark schwanken.

Dieses Produkt ist eine Edelmetalllegierung in Pulverform, die außer für die 3D-Drucker-Modellierung und das Formen von Stäben (d.h., das Formen von stabförmigen Materialen durch Verfestigen des Pulvers), auch in Form einer Paste (vor allem für Schaltkreise und Sensoren) verwendet werden kann. Außerdem ist zu erwarten, dass es aufgrund der hohen Festigkeit und Hitzebeständigkeit von hochentropischen Legierungen u.a. in Katalysatoren und in leitfähigen Filmen, die eine hohe Haltbarkeit erfordern, verwendet werden wird.

(*2) Größenordnung: Ein Begriff, der u.a. in der Physik und den Ingenieurwissenschaften verwendet wird, um die ungefähre Größe eines numerischen Wertes auszudrücken. Dabei wird nur der Stellenwert nach dem Komma und die Einheit angegeben.

Analyse der verschiedenen Bestandteile

[Analyse der Bestandteile und Oberfläche von Legierungspulver mit hoher Entropie] REM-Bilder von Pt, Pd, Ir, Ru und Rh. Etwa 1 µm großes Pulver ohne Elementsegregation.
<Analyse der Bestandteile und Oberfläche von Legierungspulver mit hoher Entropie>

[Röntgenbeugungsspektrum] Dichtevergleichsdiagramm von Legierung aus 5 Elementen, Pt, Pd, Ir, Rh, Ru- Fertigstellung eines quinären PGM-Legierungspulvers mit hoher Entropie, einer Korngröße von 1 µm, und ausreichender Produktionskapazität.
<Röntgenbeugungsspektrum von Legierungspulver mit hoher Entropie und der verschiedenen Edelmetallpulver>

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