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M: Metallphysik

M 2: Innere Grenzflächen

M 2.6: Vortrag

Montag, 27. März 2000, 11:45–12:00, H6

Diffusion von Thorium in Wolfram — •B. Eberhard¹, J. Almanstötter² und F. Haider¹ — ¹Universität Augsburg, Universitätsstr. 1, 86135 Augsburg — ²OSRAM GmbH, Mittelstetter Weg 2, 86830 Schwabmünchen

Thoriumdotiertes Wolfram findet breite Verwendung als Basismaterial für Elektroden von Hochdruckentladungslampen. Hierbei wird die durch eine Th-Monolage auf einer W-Oberfläche hervorgerufene drastische Verringerung der elektronischen Austrittsarbeit um ca. 2 eV benutzt, welche bei gleichbleibender Elektrodenleistung zu reduzierten Arbeitstemperaturen und damit erhöhter Lebensdauer der Elektrode führt.
Die bei den auftretenden Betriebstemperaturen hohe Abdampfrate von Th wird gemeinhin durch Nachdiffusion über das thorierte Basismaterial ausgeglichen, so dass weitgehend konstante Betriebsbedingungen hierdurch gewährleistet werden können. Dieser Diffusionsprozeß ist nachwievor weitgehend unverstanden. Diesem Umstand soll durch die Anwendung von Molekulardynamiksimulationen entgegengewirkt werden.
Zu diesem Zweck wurden aus ab initio-Rechnungen interatomare Wechselwirkungspotentiale zwischen W und Th vom EAM-Typ konstruiert. Unter Vorgabe von Anfangs- und Endpunkt eines Diffusionsschritts werden Aktivierungsenergien und potentielle Energieflächen mit der Methode der Reaktionskoordinaten entlang verschiedener Reaktionspfade sowohl für Bulk-, als auch Korngrenzendiffusion am Beispiel der Σ5(310)[001]-Kippkorngrenze ermittelt.