Analyse der Kinetik der Ausscheidungsprozesse in Fe-Si-Cu auf atomarem Niveau mittels Atomsondentomographie

使用原子探针断层扫描在原子水平上分析 Fe-Si-Cu 中沉淀过程的动力学

• 批准号: 184178069
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Pyuck-Pa Choi, since 3/2011
• 金额: --
• 依托单位: Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH (MPIE)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/184178069?language=en
• 关键词: Analyse; der; Kinetik; Ausscheidungsprozesse; Fe

Die Weiterentwicklung und Optimierung der Elektrostähle besitzt einen besonderen Stellenwert in der modernen Erzeugung, Übertragung und Umwandlung der elektrischen Energie. Insbesondere der Beitrag dieses Werkstoffs zu einem effizienten Einsatz der Elektromotoren in den modernen Kraftfahrzeugen steht im Fokus.Weichmagnetische Eigenschaften des Elektrostahls sind von großer Bedeutung für die zyklischen Ummagnetisierungsprozesse im Elektromotor. In konventionellen weich-magnetischen Stählen wird durch Zugabe von 3 wt. % Si eine großkörnige störungsfreie ferritische Mikrostruktur eingestellt, die eine ungehinderte Bewegung der Bloch-Wände erlaubt und so die weichmagnetischen Eigenschaften dieser Silizium-basierten Elektrostähle bestimmt. Allerdings, entsprechen die mechanischen Eigenschaften der konventionellen Elektrostähle nicht den Anforderungen zum Einsatz in hochbelasteten beweglichen Teilen eines modernen Elektromotors. In diesem Projekt, beschäftigen wir uns mit den Nanopartikeln zweiter Phase, die zur Festigkeitssteigerung der Elektrostähle durch Ausscheidungshärtung erzeugt werden. Durch die niedrige Löslichkeit von Kupfer in Eisen führt eine geringe Zugabe von diesem Element zur Bildung von nano-skalierten Ausscheidungen im Silizium-basierten Elektrostahl. Diese homogen verteilten Nanopartikel üben nahezu keinen Einfluss auf die Bewegung der Bloch-Wände im Elektrostahl aus und führen jedoch gleichzeitig zu einer signifikanten Steigerung der mechanischen Festigkeit.In Rahmen unseres Projektes, werden fein verteilte Cu-Nanopartikel in einer Fe-3%Si Matrix durch thermisches Anlassen erzeugt (Cu 1-3 wt. %). Untersuchungen der Bildungskinetik, der thermodynamischen Wachstumsprozesse, der Morphologie und der Zusammensetzung der Ausscheidungen auf atomarem Niveau sind von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der treibenden Kräfte und Mechanismen der homogenen Ausscheidung der Cu-Nanopartikel. Eine drei-dimensionale chemische und morphologische Analyse auf atomarer Skala wird mittels Atomsondentomographie (APT, LEAP 3000X HR) zusammen mit korrelativer Charakterisierung im hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop durchgeführt. Diese Analyse liefert detaillierte Informationen auf atomarem Niveau, die mit keinen anderen Methoden zugänglich sind. So können die Prozesse der Nukleation und des Wachstums der Ausscheidungen und der Evolution der chemischen Gradienten zwischen den Partikeln und der Matrix quantitativ charakterisiert werden. Die Ausscheidungskinetik im ternären Fe-Si-Cu System wird zusätzlich mittels kinetischer Monte-Carlo Simulationen (KMC) untersucht. Die Kombination aus dem experimentellen APT-Verfahren und den atomistischen KMC-Simulationen liefert neuartige Einblicke in die fundamentalen Mechanismen und Charakteristiken der Nanoausscheidungsprozesse auf atomarer Skala. Resultierende mechanische und magnetische Eigenschaften werden durch Dehnungsversuche und Messungen der magnetischen Hysterese geprüft.

我们是第一个向公众面前的人。我们是第一个向公众参观Elektrostahle世界的人，我们是第一个向公众成为世界一部分的人。我们是第一个在埃莱克特罗斯塔尔（Elektrostahle）现代时代的埃德斯（Einders）来的人。 Weichmagnetische eigenschaften des elektrostahls sindvongroßerbedeutungungungungungung die zyklischen公司在Elektromotor的世界中拥有强大的业务。除了西门子的努力外，该公司在Mikrostruktur Eingestellt中拥有强大的业务，该公司在Bloch-WändeErlaubt中拥有强大的业务，该公司的死亡时机很棒。过敏，该公司在Eigenschaften中拥有强大的业务，并且该公司有一个愉快的死亡时间。 Konventionellenelektrostählenicht den anforderungen Zum Einsatz，hochbelasteten beweglichen teilen eines eines eines现代Elektromotors。在Diesem projekt中，beschäftigenwil uns mit den nanopartikeln Zweiter阶段，Die Zur festigkeitssteigerung derelektrostähledurchausscheidungscheidungshärtungerzeugt erzeugt erzeugt werden。 Durch Die dieniedrigeLöslichKeitvon Kupfer在Eisenführteine eine geringe Zugabe von Diesem元素Zur Zur外，除了Silizium-Basierten Elektrostahl的努力外。除了纳米赛车（Bloch-wände）的纳米果丁基（Nanopartikel）的努力外，einer seiner seigrikanten steigerung der negineischen festigkeit。在Rahmen Underes Projektes中，Werden Fein Perteilte Cu-Nanopartikel在Einer Fe-3％SI矩阵Thermisches中是人为的，是人为的和Ermsches（Cu 1-3 wt。％）。 Untersuchunggen der Bildungskinetik, thermodynamisches Wachstumsprozesse, Morphologie und Zusammensetzung Ausscheidung auf Atomarem Niveau sind von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der treibenden Kräfte und Mechanismen der Homogenic Ausscheidung der Cu-Nanopartikel. Atomsondentomographie（APT，LEAP 3000 x HR）从传输SelektronenmikroskopDurchgeführt传输。有关原子Niveau，Die Mittels和Methods AtomsondeNomographie（APT，LEAP 3000 x HR）的详细信息的信息。有关分析Liefert的信息，详细介绍了有关Niveau，Die Mittelling和Methods AtomsondeNomographie（APT，LEAP 3000 X HR）的信息，selektronenenennenmikroskopdurchgeggeführt。有关分析Liefert的信息，详细介绍了有关Niveau，Die Mittelling和Methods AtomsondeNomographie（APT，LEAP 3000 X HR）的信息，selektronenenennenmikroskopdurchgeggeführt。有关分析的信息，详细介绍了有关Niveau，模糊和ZugänglichSind方法的信息。 Partikeln是Matrix Quantitativ Charakterisiert Werden的参与者。 Die AuscheidungskinetikImternärenFe-Si-Cu系统野生ZusätzlichMittels Kinesischer Monte-Carlo Simulationen（KMC）Untersucht。 Die Kombination Aus dem dem apt-apt-verren und den atomistischeen kmc-simulationen liefert liefert liefert einblicke einblicke einblicke in die die fundamentalen机构和charakterisiken der nanoaausscheidungsprozesse auf auf auf auf atomarer skala。结果机械师和Magnetische eigenschaften Werden Durch Dernungsversche和Messung der Magnetische Hysteresegeprüft。