Ressourceneffiziente magnetische Formgedächtnismaterialien mit reduziertem Galliumbedarf. Schlussbericht Projekt MAREGA

Im Mittelpunkt des Projekts stand die Materialklasse der magnetischen Formgedächtnislegierungen (MSM, Magnetic Shape Memory). MSM-Legierungen kommen für vielfältige Einsatzzwecke in der Aktorik, Sensorik, Schwingungsdämpfung oder im sogenannten Energy Harvesting in Frage. Die Materialien sind prädestiniert für aktorische Einsatzzwecke, in denen schnelles Schalten, hohe Lebensdauer, kompakter Bauraum und geringes Gewicht sowie die magnetische Aktivierung von Bedeutung bzw. von Vorteil sind. Nach vorprojektlichem Stand der Technik waren funktionsfähige MSM-Materialien nicht-stöchiometrische NiMnGa-Legierungen mit einem Galliumanteil von rund 25%. Das Ziel des Projekts bestand darin, die weitere Etablierung der magnetischen Formgedächtnistechnologie gegen die längerfristige Verknappung des strategisch wichtigen Rohstoffs Gallium abzusichern. Dazu wurden verschiedene Ansätze zur Effizienzsteigerung bei der Herstellung und Nutzung dieser Materialien untersucht. Dies umfasste das Gallium-Recycling aus Materialabfällen und die Rückführung von Abfällen in den Schmelzprozess. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens lag in der Erforschung neuer magnetischer Formgedächtnislegierungen mit geringerem Gallium-Anteil sowie in Arbeiten, die der Steigerung der aktorischen Materialeffizienz dienen. Als kumulierter Gesamteffekt aller Lösungsansätze (neue Legierungen, Recycling und Performance-Steigerung) wurde angestrebt, den Gallium-Einsatz bezogen auf die Materialperformance um mindestens 25% gegenüber dem Stand der Technik zu senken.