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10. Juli 2003
High-Tech-Keramik aus der Mikrowelle
(he) Mikrowellengerät gehören in fast alle Haushalte. Schnell und sparsam erhitzen sie Speisen, tauen Tiefgefrorenes auf und bringen das Teewasser zum Kochen. Jetzt wollen Materialforscher aus Indien diese Strahlen auch zur Produktion kristalliner Stoffe nutzen, die in der Industrie breite Anwendungsmöglichkeiten finden könnten.
Die so genannten "Mullite" werden bisher durch eines traditionelles Sinterverfahren hergestellt. Dies geschieht bei energieintensiven Temperaturen oberhalb von 1500 Grad Celsius. Diesen Produktionsprozess wollen die indischen Wissenschaftler nun mit Hilfe von Mikrowellen deutlich sparsamer betreiben, heißt es in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Journal of Chemical Materials". Mullit ist Hauptbestandteil einer Reihe feuerfester Materialien. Außerdem steckt es auch in Glaskeramiken, Porzellan und Katalysatorträgern. Während das bisherige Verfahren mehrere Stunden dauerte, gelang es den Forschern am "Indian Institute of Science" in Bangalore, die Mullite schon nach rund einer Stunde aus dem "Mikrowellen-Ofen" zu ziehen. Als Ausgangsmaterial diente ihnen eine Mischung aus Aluminiumsilikat (Kaolin) und Aluminiumoxid. Die Bestrahlung mit intensiven Mikrowellen führt dazu, dass sich das Endprodukt Mullit zu 98 Prozent verdichtet. Damit erreicht das innovative Verfahren annähernd sogar das theoretische Maximum. Materialprüfungen bewiesen, dass der Prozess mit Mikrowellen hervorragende Materialeigenschaften mit niedrigen Produktionskosten kombiniert. Hintergrund ist nach Vermutungen der Wissenschaftler eine chemisch und energetisch vorteilhafte "Ein-Schritt-Reaktion" zwischen Aluminiumoxid und amorphem Silizium, das durch Zersetzung des Ausgangsstoffes Kaolin entsteht. Um diesen Prozess besser zu verstehen, will man jetzt das "Backen" der Mullite mit Röntgenstrahlen, Kernspinaufnahmen und Infrarot-Spektroskopien genauer unter die Lupe nehmen. Sollte das Verfahren auch auf andere Sinterprozesse übertragbar sein, könnte die Industrie enorme Summen durch die Einsparung von Heizenergie für den klassischen Sinterprozess sparen.
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