Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 21: Amorphe und metastabile Metalle II

M 21.2: Vortrag

Freitag, 21. März 1997, 09:50–10:10, S 9

Kinetik der Festkörperreaktion in Ni/Al Vielfachschichten — •Carsten Michaelsen¹, Gene Lucadamo² und Katy Barmak² — ¹Institut für Werkstofforschung, GKSS Forschungszentrum, 21502 Geesthacht — ²Dept. Materials Science and Eng., Lehigh University, Bethlehem, PA 18015, USA

Während in späteren Stadien der Festkörperreaktion zweier Elemente meist alle Gleichgewichtsphasen nebeneinander vorliegen, wird in früheren Stadien in der Regel nur eine Produktphase beobachtet die auch häufig eine metastabile Phase ist. Als mögliche Ursachen für diese Phasenselektion werden zur Zeit Keimbildungs- wie auch Wachstumsargumente kontrovers diskutiert. Am Beispiel kalorimetrischer Untersuchungen an Ni/Al multilayern wird demonstriert, daß die Kinetik der Festkörperreaktion sehr komplex sein kann. Die Bildung von B2-NiAl findet bereits bei Raumtemperatur statt. Bei etwa 500 K bildet sich NiAl₃ durch Keimbildung und Wachstum entlang der Grenzfläche. Erst in einem dritten Stadium wächst die nun geschlossene NiAl₃-Schicht diffusionskontrolliert senkrecht zur Grenzfläche. Die Ergebnisse zeigen, daß eindimensionale Modelle, in denen das Wachstum der Produktphase allein in Richtung senkrecht zur Grenzfläche betrachtet wird, die Frühstadien der Reaktion nicht korrekt beschreiben können. Statt dessen weisen die Resultate auf die Bedeutung von Keimbildungsprozessen für die beobachtete Phasenauslese hin.