Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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M: Metallphysik
M 33: Postersitzung
M 33.1: Poster
Donnerstag, 29. März 2001, 15:15–19:00, Foyer S4, CCH
Erstarrungsdynamik und Gefügeausbildung bei Unterkühlung von Kupfer-Basis Legierungen mit metastabiler Mischungslücke — •Matthias Kolbe1, Tobias Letzig1, Chongde Cao1,2, Georg-Paul Görler1 und Dieter M. Herlach1 — 1Institut für Raumsimulation, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, D-51170 Köln — 2Department of Applied Physics, Northwestern Polytechnical University, Xian 710072, China
Das Cu-Co System hat eine metastabile Mischungslücke im Bereich der unterkühlten Schmelze. Die Binodale, die den (α-Co + liquid)-Bereich und den metastabilen Bereich trennt, wurde in hoher Präzision mit Differential-Thermo-Analyse (DTA) und Schmelzfluss-Einlagerung bestimmt. Des weiteren wurden Proben tiegelfrei erstarrt, a) in einer elektromagnetischen Levitationsanlage (EML) und b) im Fallrohr. Die Experimente zeigen, dass mit allen drei Methoden tiefe Unterkühlungen der Schmelze bis in den metastabilen Bereich der Mischungslücke hinein erreicht werden können. Wegen der tiefen Unterkühlung ist die Geschwindigkeit der Erstarrungsfront sehr hoch und die Mikrostruktur wird instantan eingefroren. Auf diese Weise lassen sich Rückschlüsse über die Dynamik der Entmischung ziehen. Für die Zusammensetzung Co-18.8at%Cu wurde in der EML die Erstarrungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Unterkühlung gemessen. Der gefundene Zusammenhang kann sowohl mit dem LKT/BCT-Modell als auch mit einem Modell von Galenko/Danilov beschrieben werden. In der EML prozessierte Proben sind starken Rühreffekten durch die induzierten Induktionsströme unterworfen, wodurch ihre Mikrostruktur beeinflusst wird. Bei den Fallturm-Experimenten kommt es zur schnellen Erstarrung der Schmelze bei hoher Kühlrate und reduzierter Schwerkraft. Man erhält bei der Entmischung eine homogene Verteilung feiner, kugelförmiger Partikel der Minoritätsphase.