Aktuelles

Schock im Eisenkristall

Von Rainer Scharf

Wie sich ein Eisenkristall verhält, den ein kurzer, heftiger Schlag trifft, haben Forscher vom Los Alamos National Laboratory mit aufwendigen Computerberechnungen untersucht. Die angestoßenen Atome gerieten bei dem Modell in Bewegung und kollidierten mit benachbarten Atomen, die sich ihrerseits in Bewegung setzten. Es entstand eine Stoßwelle, die sich (im Bild von links nach rechts) durch den Kristall aus acht Millionen Atomen ausbreitete. Dabei traten Drücke auf, die millionenmal so groß waren wie der Atmosphärendruck. In den Teilen des Kristalls, die die Stoßwelle noch nicht erreicht hat (rechts außen), sind die Atome in einem Würfelgitter angeordnet. Dort, wo die Stoßwelle die Atome erfaßt hat, ist dieses Gitter stark zusammengequetscht. Hinter der Stoßwellenfront (links) sind kompliziert geformte Bereiche mit einer neuen Kristallstruktur entstanden ("Science", Bd. 296, S. 1681). In diesen Kristalliten sind die Atome dichter gepackt und etwa so angeordnet, wie der Obsthändler seine Apfelsinen stapelt. Das gibt dem Kristallgefüge eine große Härte. Die Umwandlung von der einen Kristallstruktur in die andere ist ein sogenannter Martensitischer Phasenübergang, der beim Härten von Stahl eine wichtige Rolle spielt. Mit den Computersimulationen lassen sich die Vorgänge im Kristall mit einer räumlichen und zeitlichen Auflösung verfolgen, wie es im realen Experiment derzeit noch nicht möglich ist. Die Forscher wollen ihren virtuellen Eisenwürfel demnächst Bedingungen aussetzen, wie sie im Erdkern herrschen, wo das Eisen unter hohem Druck verschiedene Phasenübergänge aufweist. 

Frankfurter Allgemeine Zeitung, 12.06.2002, Nr. 133 / Seite N2

Foto Los Alamos National Laboratory

>>> Zur Startseite