Untersuchungen zur heterogenen Keimbildung bei der flüssig-flüssig Entmischung in nichtmischbaren Legierungsschmelzen

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Ziel dieses Projektes ist es, Keimbildner für die flüssig-flüssig Entmischung in den monotektischen Legierungen zu identifizieren, den katalytischen Faktor in der Keimbildungsrate für heterogene Keimbildner (Kornfeiner) experimentell zu ermitteln und die Kinetik des heterogen induzierten Prozesses der Entmischung zu analysieren. Für die zweite Antragsphase stehen Messungen an TiB2 als Keimbildner im Mittelpunkt, nachdem in der ersten Förderperiode methodische Voraussetzungen geschaffen wurden und die Messungen mit ZrO2 als Keimbildner erfolgreich ausgeführt worden sind. Dazu werden Untersuchungen an verschiedenen binären Legierungen auf Aluminium-Basis durchgeführt, Al- In, Al-Bi, Al-Pb. Zur Bestimmung des katalytischen Faktors in der Keimbildungsrate wird der Kontaktwinkel an der Grenzfläche zwischen den Flüssigkeiten L1, L2 und dem keramischen Kornfeinermaterial präzise bestimmt und mit theoretischen Modellen verglichen. In kontrollierten Gussexperimenten wird die Abkühlrate durch das flüssige Zweiphasengebiet so variiert, dass die Minoritätsphase, die in der Mischungslücke entsteht, eindeutig identifiziert werden kann. Die Verteilung, Teilchendichte und Volumenanteil der entmischten Phasen werden experimentell bestimmt. Eine heterogene Keimbildung wird durch bekannte Kornfeinungsmaterialien für Aluminiumlegierungen induziert, deren katalytische Aktivitäten in diesem Vorhaben experimentell bestimmt wurde, ZrO2, TiB2. Die experimentellen Untersuchungen zur Kinetik der Phasentrennung werden mit theoretischen Modellen verglichen.