Investigation of the early stages of phase separation in binary alloys with the Tomographic Atom Probe (TAP)

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Die Frühstadien der Phasenseparation sollen in diesem Forschungsvorhaben mit der neu in Göttingen installierten 3d-Atom Sonde (Tomographie Atom Probe TAP) systematisch untersucht werden. Mit Hilfe der 3d-Sonde lassen sich erstmals sowohl die Zusammensetzung der bei der thermischen Auslagerungen entstandenen Phasen als auch, durch die Ortsauflösung des Detektors, deren räumlichen Verteilung im Volumen auf atomarer Skala bestimmen. Somit kann die Konzentrationsverteilung auch über die Phasengrenze des Teilchens hinaus, etwa zur Bestimmung des Diffusionshofes um ein Teilchen herum, bestimmt werden. Die neue Untersuchungsmethode erlaubt damit konkurrenzlos eine direkte experimentelle Überprüfung verschiedener Annahmen der Keimbildungs- und Wachstumstheorien auf bisher unerreichten Dimensionen. Die Experimente werden an schwach übersättigte CuCo, CuFe und CuTi Legierungen durchgeführt. Die Systeme CuCo, CuFe zeichnen sich bei einer Entmischungsreaktion zunächst durch die Bildung von sphärischen kohärenten Ausscheidungen aus. Der Misfit zur Matrix beträgt dabei nur d=1,6 % (CuCo) und 0,9 % (CuFe). Bei CuTi bildet sich zunächst die kohärente Cu4Ti-Phase mit einem anisotropen Verzerrungsparameter (von 2,2 % bzw. 0,3 % in der [100] Richtung). Die geordneten Ausscheidungen sind prolate Rotationsellipsoiden mit einem Achsenverhältnis 1 a/c 2.