Thermodynamik des Legierungsverhaltens nanokristalliner Materialien

纳米晶材料合金化行为的热力学

• 批准号: 110611546
• 负责人: Dr.-Ing. Alexander Kirchner
• 金额: --
• 依托单位: Standort Dresden
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Independent Junior Research Groups
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/110611546?language=en
• 关键词: Thermodynamik; des; Legierungsverhaltens; nanokristalliner; Materialien

Der nanokristalline Zustand ist gekennzeichnet durch eine außerordentlich hohe Dichte von Kristalldefekten, die zur Änderung grundlegender Eigenschaften wie Phasenstabilität, Schmelzpunkt und Löslichkeit für Legierungselemente führt. An nanokristallinen Materialien mit mehreren Komponenten beobachtete Zustände lassen sich durch existierende thermodynamische Modelle nur unzureichend beschreiben. Ziel der vorgeschlagenen Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe ist daher die theoretische und experimentelle Aufklärung der Veränderung von Gleichgewichten in nanokristallinen Legierungssystemen. Grundannahme der thermodynamischen Modellierung ist die Materialkonstitution aus bulk- und Korngrenzenphasen. Bei der Berechnung der freien Enthalpien der bulk- Phasen werden aus Zwangbedingungen an den Korngrenzen und aus gekrümmten Grenzflächen herrührende elastische Energien berücksichtigt. Die Korngrenzen sollen als Mischkristall mit aufgeweitetem Gitter behandelt werden. Die thermodynamisch stabilsten Konfigurationen werden numerisch ermittelt. Im Ergebnis werden Phasendiagramme in Abhängigkeit von der Korngröße berechnet, wobei die Aufmerksamkeit Systemen mit eingeschränkter Löslichkeit im festen Zustand gilt. Die experimentellen Untersuchungen werden an den Modellsystemen Kupfer-Chrom und Kupfer-Niob durchgeführt, wobei der nanokristalline Zustand durch mechanisches Legieren eingestellt wird. Da hierbei bekanntermaßen Zustände fernab vom Gleichgewicht entstehen, wird zunächst die Strukturentwicklung bei thermischer Aktivierung analysiert. Unter Nutzung des Stabilitätsbereiches des Gefüges sind eingeschränkte Gleichgewichte nanoskaliger Phasen einzustellen und zu untersuchen. Mit DSC, XRD, TEM und SAXS werden die jeweils stabilen Phasen identifiziert und Gefügeparameter bestimmt. Daraus lassen sich korngrößenabhängige Phasendiagramme konstruieren. Mit hochauflösender Elektronenmikroskopie wird die räumliche Verteilung der Legierungselemente zwischen Kornvolumina und Korngrenzen analysiert. Da generell von einer Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichte auszugehen ist, sind Phasenzusammensetzungen auch bei hohen Temperaturen beziehungsweise an abgeschreckten Proben zu messen. Diese Ergebnisse sollen direkt mit thermodynamischen Berechnungen verglichen werden. Im Ergebnis der durchzuführenden Untersuchungen entstehen umfassende theoretische und experimentelle Erkenntnisse zu den Phasengleichgewichten in zwei nanokristallinen Legierungen mit Modellcharakter, die auf eine weite Stoffklasse übertragbar sind.

纳米晶体的发展是在水晶防御方面的一项重大突破，它是一个具有相位稳定、施密特和法律要素特征的特征。纳米晶体材料与各种组件相关，其存在的热力学模型是未知的。 Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe 的前身是纳米晶体立法系统中的理论和实验研究。热力学模型的基本原理是块状材料和 Korngrenzenphasen 的材料结构。 Bei der Berechnung der freien Enthalpien derbulk-Phasen werden aus Zwangbedingungen an den Korngrenzen und aus gekrümmten Herrührende elastische Energien berücksichtigt。 Die Korngrenzen sollen als Mischkristall mit aufgeweiitetem Gitter behandelt werden。热力学稳定了数值模拟的配置。 Im Ergebnis werden Phasendiagramme in Abhängigkeit von der Korngröße berechnet, wobei die Aufmerksamkeit Systemen mit eingeschränkter Löslichkeit im festen Zustand 镀金。在 Kupfer-Chrom 和 Kupfer-Niob 模型系统中进行实验，在机械装置中实现纳米晶体的发展。热敏分析仪的结构是热敏分析仪中的重要组成部分。 Unter Nutzung des Stabilitätsbereiches des Gefüges sind eingeschränkte Gleichgewichte nanoskaliger Phasen einzustellen und zu untersuchen。 Mit DSC、XRD、TEM 和 SAXS 有助于稳定相鉴别和最佳参数。 Daraus lassen sich korngrößenabhängige Phasendiagramme konstruieren。 Mit hochauflösender Elektronenmikroskopie wird die räumliche Verteilung der Legierungselemente zwischen Kornvolumina 和 Korngrenzen analysiert。一般而言，温度是根据温度变化而变化的，它是温度变化过程中的一个重要参数。热力学原理的直接影响。我是在纳米晶体理论和模型特性中研究相变理论的理论和实验研究，并以Stoffklasse übertragbar sind 为基础。

项目成果

Solubility of carbon in nanocrystalline α-iron

碳在纳米晶α-铁中的溶解度

• DOI: 10.1155/2012/953828
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Nanomaterials
• 作者: A. Kirchner;B. Kieback
• 通讯作者: B. Kieback

Preparation of high‐quality ultrathin transmission electron microscopy specimens of a nanocrystalline metallic powder

• DOI: 10.1002/jemt.21116
• 发表时间: 2012-06
• 期刊: Microscopy Research and Technique
• 影响因子: 2.5
• 作者: T. Riedl;T. Gemming;C. Mickel;K. Eymann;A. Kirchner;B. Kieback

Elemental distribution, solute solubility and defect free volume in nanocrystalline restricted-equilibrium Cu–Ag alloys

纳米晶限制平衡 CuâAg 合金中的元素分布、溶质溶解度和无缺陷体积

• DOI: 10.1088/0953-8984/25/11/115401
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Physics: Condensed Matter
• 作者: T. Riedl;A. Kirchner;K. Eymann;A. Shariq;R. Schlesiger;G. Schmitz;M. Ruhnow;B. Kieback
• 通讯作者: B. Kieback