Selbstdiffusion in nanokristallinen Metallen bei niedrigen Temperaturen

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Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die experimentelle Untersuchung der Selbstdiffusion in nanokristallinen Metallen bei niedrigen Temperaturen anhand der Modellsysteme Fe und Cu. Die momentan existierende unzureichende Literaturlage an Selbstdiffusionsdaten hat ihre Ursache in den niedrigen Diffusionskoeffizienten und in den bereits bei niedrigen Temperaturen stattfindenden Kornwachstumsprozessen, die eine Anwendung etablierter Methoden zur Diffusionsbestimmung (radioaktive Tracer, SIMS) begrenzen. Am Beispiel von nanokristallinem Fe und Cu sollen daher die Selbstdiffusionskoeffizienten mittels Isotopmultilagen (z. B. [57Fe/nat.Fe]) und Neutronenreflektometrie quantifiziert werden. Mit dieser Methode ist es möglich Diffusionskoeffizienten bis 1 x 10-25 m2/s bei gleichzeitig kurzen Diffusionslängen im Bereich 0.5 – 5 nm zu messen. Die geplanten Schlüsselexperimente zur Selbstdiffusion und die Bestimmung der Einflussgrößen Temperatur, Glühzeit und Korngröße liefern einen substantiellen Beitrag zum Verständnis kinetischer Prozesse in nanokristallinen Metallen.