Fasermetallurgie

Faserherstellung durch Schmelzextraktion

© Fraunhofer IFAM Dresden

Querschliff durch eine amorph erstarrte FeSiB-Faser. Die schmelzextrahierten Fasern weisen Durchmesser von 50 bis 150 µm auf und zeigen, bedingt durch das amorphe Gefüge, sehr hohe Zugfestigkeiten von rund 3500 MPa.

Bei der Tiegel-Schmelzextraktion taucht eine rotierende, wassergekühlte Kupferwalze in ein Schmelzbad und zieht fadenförmig anhaftende Schmelze mit sich. Die Fasern lösen sich anschließend durch Schrumpfung und Fliehkräfte von der Walze. Mit diesem Verfahren können am Fraunhofer IFAM Dresden Kurzfasern von 5 bis 50 mm Länge und 50 bis 250 µm Dicke hergestellt werden.

Da die vorhandenen Schmelzextraktionsanlagen unter Vakuum und Schutzgas betrieben werden können, lassen sich Metalle und Legierungen hochrein zu Fasern verarbeiten. Die Induktionsheizung erlaubt Schmelztemperaturen von über 2000°C. In Verbindung mit der Rührwirkung des Induktionsfeldes können auch Legierungen mit extremen Dichteunterschieden der einzelnen Bestandteile verarbeitet werden. Dabei sorgt die Raschabkühlung durch die wassergekühlte Walze für sehr feine und gleichmäßige Gefüge, die die Weiterverarbeitung und Werkstoffeigenschaften der Fasern positiv beeinflussen.