Het metaal dat niet uitzet
(Foto: TU Wien)
3 februari 2025 – De meeste metalen zetten uit als hun temperatuur stijgt. De Eiffeltoren is bijvoorbeeld in de zomer zo’n 10 tot 15 centimeter hoger dan in de winter door zijn thermische uitzetting. Dit effect is echter voor veel technische toepassingen uiterst ongewenst. Daarom wordt al lang gezocht naar materialen die altijd dezelfde lengte hebben, ongeacht de temperatuur. Invar, bijvoorbeeld, een legering van ijzer en nikkel, staat bekend om zijn extreem lage thermische uitzetting. Hoe deze eigenschap fysiek verklaard kan worden, was echter tot nu toe niet helemaal duidelijk.
Nu heeft een samenwerking tussen theoretische onderzoekers aan de TU Wien (Wenen) en de University of Science and Technology Beijing geleid tot een beslissende doorbraak: met behulp van complexe computersimulaties bleek het mogelijk om het invareffect tot in detail te begrijpen en op basis van die kennis een zogenaamde pyrochloormagneet te ontwikkelen – een legering die nog betere thermische expansie-eigenschappen heeft dan invar. Over een extreem breed temperatuurbereik van meer dan 400 Kelvin verandert de lengte slechts met ongeveer een tienduizendste van een procent per graad Kelvin.
