Untersuchung von mechanisch legierten Systemen auf Fe- und Cu-Basis mittels tomographischer Atomsonde (TAP)

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Das mechanische Legieren durch das Kugelmahlen hat sich als eine hervorragende Methode zur Herstellung von Materialien weit außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts etabliert. Mit Hilfe dieser Methode gelingt häufig die Bildung stark übersättigter Mischkristalle für eine Reihe von nichtmischbaren, binären Legierungen mit außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften. Über das mechanische Legieren können somit neuartiger Funktionswerkstoffe entwickelt werden. Die Modellierung der Phasenbildung während des Prozesses bedarf allerdings detaillierter Kenntnisse über die Mikrostruktur des resultierenden Pulvers. Von besonderer Bedeutung sind u. a. die Längenskala, auf der sich die Ausgangselemente mischen, die Wellenlänge und Amplitude eines möglicherweise stattfindenden Phasenzerfalls, das Maß einer möglichen Segregation an Versetzungen und Grenzflächen, sowie die Verteilung vorhandener Fremdatome während des Mahlprozesses. Die zugehörigen Reaktionen laufen gewöhnlich auf einer Nanometer bzw. Subnanometer-Skala ab und können daher häufig mit konventionellen Analysemethoden nicht ausreichend charakterisiert werden. In diesem Forschungsvorhaben sollen die Bildungsprozesse der Produktphasen an ausgewählten binären Modellsystemen während der mechanischen Legierung modellhaft studiert werden. Dabei wird die tomographische Atomsonde (TAP), mit deren Hilfe eine quantitative Analyse mit atomarer Auflösung möglich ist, zur drei-dimensionalen chemischen sowie teilweise zur mikrostrukturellen Charakterisierung der resultierenden Pulvermischungen eingesetzt. Zusätzlich sollen anhand der im Projekt anfallenden Pulvermaterialien Methoden zur Herstellung von Atomsonden-Proben mittels eines ¿dual-beam focused ion beam (FIB)¿ erprobt und optimiert werden. Als Modellsysteme sollen einfache, thermodynamisch gut dokumentierte binäre Legierungen auf Fe- und Cu-Basis mit verschiedenen Konzentrationen und Übersättigungen mittels des Verfahrens des Kugelmahlens hergestellt und untersucht werden.