Regensburg 2002 – scientific programme

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M: Metallphysik

M 4: Nanoskalige Materialien II

M 4.3: Fachvortrag

Monday, March 11, 2002, 16:30–16:45, H6

Größenabhängiges Schmelzen von Pb-Partikeln in Al-Matrix — •Harald Rösner, Hendrik Ehrhardt, Jörg Weissmüller und Gerhard Wilde — Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institut für Nanotechnologie, Postfach 3640, D-76021 Karlsruhe

Nanokomposite aus Pb-Partikeln in einer Al-Matrix stellen ein Modellsystem für Untersuchungen des Schmelzens kleiner Teilchen dar. Allgemein wird dabei eine signifikante Abhängigkeit der Schmelztemperatur T_f des Pb von der Teilchengröße beobachtet. Eine bislang unverstandene Beobachtung besteht darin, dass das Herstellungsverfahren einen entscheidenden Einfluß auf T_f hat: die Herstellung mittels Kugelmahlen führt zu einer Abnahme von T_f mit abnehmender Kristallitgröße, während die Herstellung mittels Schmelz-Spinnen zu einer Zunahme führt. Wir berichten über vergleichende kaloriemetrische (DSC) sowie mikrostrukturelle (TEM) Untersuchungen an unterschiedlich hergestellten Proben. Im kugelgemahlenen Material schmelzen die Pb-Partikel, 2–10 nm im Durchmesser, bei erniedrigtem T_f. Das schmelzgesponnene Material weist eine bimodale Größenverteilung auf. Dabei schmelzen die 2–10 nm messenden Pb-Partikel deutlich bei erhöhtem T_f und die größeren, 20–50 nm im Durchmesser, bei erniedrigtem T_f. Diese experimentellen Beobachtungen werden hinsichtlich der möglichen Ursachen wie interne Spannungsfelder, Fehlpassungen und der Form der Pb-Partikel diskutiert und mit bestehenden Modellen verglichen.