MAREGA - Ressourceneffiziente magnetische Formgedächtnismaterialien mit reduziertem Galliumbedarf

Materialien, welche sich in einem Magnetfeld ausdehnen und unter modifiziertem Magnetfeld oder einer Kraft wieder ihre ursprüngliche Form annehmen, sogenannte „magnetische Formgedächtnismaterialien“, sind interessante, neue Werkstoffe. Sie reagieren schnell auf das Ein- bzw. Abschalten des Magnetfeldes, haben eine hohe Lebensdauer und nehmen nur wenig Raum bei geringem Gewicht ein. In Notsituationen eignen sie sich als sehr schnell reagierende und effektive Bremsen sowie in Schutzschaltern für Stromkreise im Haus oder auch in Maschinen und können dabei helfen, die Arbeitswelt und unseren Alltag sicherer zu machen.

Sie sind aber auch vielversprechende Kandidaten um effizientere und bessere Antriebselemente, Sensoren und Schwingungsdämpfer zu entwickeln. Mögliche Anwendungsfelder sind bspw. die Energie- und Automatisierungstechnik sowie die Medizintechnik. Magnetische Formgedächtnismaterialien basieren auf speziellen Gemischen verschiedener Metalle (Legierungen). Die mengenmäßig wichtigsten Bestandteile von magnetischen Formgedächtnislegierungen sind die Metalle Nickel, Mangan und Gallium. Gerade Gallium ist ein seltenes und für verschiedene Technologien wie die Energieerzeugung und die Elektronik wichtiges Grundmaterial. Um die Herstellung und Nutzung von magnetischen Formgedächtnismaterialien für die Zukunft zu sichern ist es daher notwendig, den Galliumanteil der Legierungen, bei gleichbleibender oder besserer Leistung, zu verringern. Gleichzeitig müssen geeignete Methoden zur Wiederverwertung von bei der Produktion entstehenden galliumhaltigen Abfällen und zur Rückgewinnung von Gallium aus den Endprodukten entwickelt werden.

An dieser Stelle setzt das Vorhaben MAREGA an. Zum einen sollen verschiedene Ansätze zur Effizienzsteigerung bei der Herstellung und Nutzung dieser Materialien untersucht werden. Zum anderen sollen neue magnetische Formgedächtnislegierungen mit geringerem Galliumanteil entwickelt werden. Das Ziel besteht darin, den notwendigen Galliumanteil um mindestens 25 % zu senken. Auch die Wiederverwertung von Gallium aus Materialabfällen und die Rückführung von Abfällen in den Herstellungsprozess werden berücksichtigt. 

 


Koordinator: Dr. rer. nat. Markus Laufenberg; ETO MAGNETIC GmbH

Projektpartner (Karte):

  • ETO MAGNETIC GmbH (Koordinator)

  • ABB AG - Forschungszentrum

  • Loser Chemie GmbH

  • Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU)

  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

  • ACCESS e.V.

Laufzeit: 01.05.2016 – 30.04.2019

FKZ: 03XP0042