Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit metallischer Elemente und Legierungen im schmelzflüssigen Zustand

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Die Wärmeleitfähigkeit ist eine wichtige Kenngröße bei der Simulation und Optimierung von Erstarrungsvorgängen aus der Schmelze von Metallen bei verschiedenen Prozessen wie Gießen, Schweißen, Verdüsen zur Pulverherstellung oder Umschmelzen zur Oberflächenbehandlung. Eine Umfrage bei Anwendern und eine Literaturrecherche haben ein großes Defizit an verfügbaren Daten gegenüber dem Bedarf aufgezeigt. Die Messung der Wärmeleitfähigkeit am Schmelzpunkt wird mit zunehmender Temperatur immer schwieriger, und es gibt weltweit nur vereinzelte Laboratorien, in denen solche Messungen möglich sind. Eine ausführliche Analyse der Literatur über frühere Messungen hat ergeben, daß die geringsten Meßunsicherheiten zu erwarten sind, wenn der spezifische elektrische Widerstand gemessen und daraus die Wärmeleitfähigkeit berechnet wird. Ziel des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens ist daher der Aufbau einer geeigneten Meßapparatur und die Analyse der meßtechnischen Randbedingungen zur Minimalisierung der Meßunsicherheit auch bei hohen Temperaturen (bis 1600°C). Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Anwendung und Erweiterung der Ziman-Faber Theorie, um den Meßaufwand in Zukunft dadurch reduzieren zu können, daß der spezifische elektrische Widerstand von Legierungen bei Variation der Zusammensetzung abgeschätzt werden kann.