Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm
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DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 53: Phasenübergänge und kritische Phänomene
DY 53.10: Vortrag
Freitag, 27. März 1998, 12:45–13:00, H2
Grenzflächenenergie von Xenon — •I. Stalder und J.H. Bilgram — Laboratorium für Festkörperphysik, ETH, CH-8093 Zürich
Die Grenzflächenenergie fest-flüssig γSL ist ein wesentlicher Parameter bei der Beschreibung des dendritischen Erstarrens. Neben dem mittleren Wert ist insbesondere die Anisotropie von Interesse. Wir bestimmen γSL von Xenon bei Tm = 161.39 K . In unserem Experiment züchten wir durch gerichtetes Erstarren in einer dünnen Küvette lamellenförmige Xenonkristalle. Der thermische Gradient ∇ T an der Phasengrenze und die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle sind experimentelle Parameter. Jedes Kristallkorn bildet eine gekrümmte Phasengrenze, die wir mit einem hochauflösenden optischen System abbilden [1]. Aus diesen Abbildungen bestimmen wir die Krümmung K der Phasengrenze im Bereich der Korngrenzen (grain boundary groove method). Die Gleichgewichts- eigenschaften der Phasengrenze erhalten wir durch Extrapolation von ∇ T gegen Null. In einem Modell, in dem wir die freie Energie der einzelnen Körner minimieren, bestimmen wir die Krümmung K als Funktion von γSL und ∇ T . Durch Vergleich des Modells mit den gemessenen Krümmungen können wir im Grenzfall von verschwindendem ∇ T die Grenzflächenenergie γSL bestimmen. Aus den vorläufigen experimentellen Resulaten erhalten wir γSL ≈ 11 mJ/m2 . Dieser Wert stimmt mit einfachen Abschätzungen für van der Waals gebundene Kristalle überein.
[1] U. Bisang and J. H. Bilgram, Phys. Rev. E 54, 5309 (1996).