Charakteristisch für Formgedächtnislegierungen ist ihre Fähigkeit zur reversiblen diffusionslosen Umwandlung zwischen einer Tieftemperaturphase (Martensit) und einer Hochtemperaturphase (Austenit). Daraus resultieren die zwei bekannten Effekte: Ein Brillengestell aus einer solchen Legierung kann weit verformt werden wenn sich z.B. jemand darauf setzt und "erinnert" sich trotzdem an seine ursprüngliche Form, wenn die Belastung nachlässt. Dies ist die sogenannte Pseudoelastizität. Der Formgedächtnis- oder Ein-Weg-Effekt ist von Stellelementen oder Drähten mit eingeprägter Form bekannt: eine Verformung bleibt auch nach der Entlastung bestehen, die ursprüngliche Form stellt sich erst beim Erwärmen wieder ein.

Eine Legierung, die diese Eigenschaften in besonderem Maße zeigt, ist NiTi. Bauteile werden in der Regel über Schmelz- und Umformprozesse hergestellt, was in Kombination mit einer nachfolgenden spanenden Bearbeitung (oder einer funkenerosiven Bearbeitung) aufwändig und teuer ist. Daher wird in einem Teilprojekt de  SFB 459 "Formgedächtnistechnik" die pulvermetallurgische Herstellung von NiTi-Bauteilen untersucht. Die Herstellung von Halbzeugen über das Heißisostatische Pressen (HIP) sowie von endkonturnahen, komplexen Bauteilen über das Metallpulverspritzgießen (Metal Injection Molding - MIM) aus vorlegierten Pulvern ist mit inzwischen guten funktionellen und mechanischen Eigenschaften der Bauteile möglich. Ein Beispiel ist die über MIM hergestellt Fußklammer - ein temporäres Implantat zur Heilung von Knochenbrüchen. Weiterhin werden Beschichtungen und poröse Folien über das Nasspulverspritzen ( Wet Powder Spraying - WPS) und das Vakuumplasmaspritzen ( Vacuum Plasma Spraying - VPS) hergestellt.

In den folgenden Arbeiten wird nun die Charakterisierung des Materials fortgesetzt (Ermüdung). Eine Ausweitung erfolgt auf ternäre Zusammensetzungen NiTi-X, bei denen durch veränderte funktionelle Eigenschaften die Anwendungsmöglichkeiten ergänzt werden. Zusätzlich neu ist die Herstellung von porösen NiTi-Körpern durch Kombination des MIM-Verfahrens mit der Platzhaltermethode. Ziel ist hier die grundlegende Untersuchung dieses Materials in Hinblick auf die Anwendung als dauerhaftes Implantat.

Ansprechpartner: Dr. Martin Bram,  m.bram@fz-juelich.de