Böllern für die Werkstoffforschung

In einem Sprengraum unter Tage können Materialsynthesen bei hohen Drücken studiert werden.

Ein Forschungslabor für Materialsynthesen unter Tage wurde am 11. Juli im Lehr- und Forschungsbergwerk "Reiche Zeche" der TU Bergakademie Freiberg eingeweiht. Der Sprengraum ist 200 Kubikmeter groß und befindet sich in einer Tiefe von 150 Metern. Das Sprengen in großer Tiefe ermöglicht eine zeitnahe Versuchsdurchführung, da zahlreiche Auflagen entfallen, welche die Sprengarbeit über Tage einschränken.

Die bei der Detonation des Sprengstoffs erzeugten Druckwellen lösen in der Probe Umwandlungsprozesse aus, die für die Herstellung neuer, besonders fester Materialien entscheidend sind. „Die durch Schockwellen hergestellten Hartstoffe sollen optimale Eigenschaften erhalten, z.B. eine höhere Temperaturbeständigkeit als Diamant. Dann können sie in extrem harten Bohrköpfen in der Tiefbohrtechnik, aber auch zum Polieren optischer Gläser für Linsen von Fotoapparaten und Ferngläsern eingesetzt werden“, so Gerhard Heide, der leitende Wissenschaftler des Projekts.

Im neuen sechs mal sechs Meter großen und über fünf Meter hohen Sprengraum können bis zu 20 Kilogramm Sprengstoff pro Experiment gezündet werden. Damit wird es möglich sein, einen Druck von über 300 Gigapascal zu erreichen. Zum Vergleich: Würde man den Pariser Eiffelturm auf einer Fingerspitze balancieren, entspräche das einem Druck von zehn Gigapascal. Der Druck im Erdkern beträgt ca. 350 Gigapascal.

Neben der Herstellung neuer Materialien werden auch bekannte Verfahren wie z.B. das Sprengplattieren und das Explosivumformen weiterentwickelt. Beim Plattieren werden z.B. zwei verschiedene Metallbleche miteinander verbunden, die sich auf anderem Wege nicht verschweißen lassen.

TU Bergakademie Freiberg / KK