Untersuchung des Einflusses der atomaren Dynamik auf Materietransport, Segregation und Erstarrung mehrkomponentiger Schmelzen

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Im Rahmen dieses Schwerpunktprogrammes wollen wir den Einfluß der atomaren Dynamik auf Materietransport, Segregation und Erstarrung mehrkomponentiger Schmelzen mit inelastischer Neutronenstreuung untersuchen. Inelastische Neutronenmessungen an einfachen und binären metallischen Flüssigkeiten legen nahe, daß sich eine Nahordnung bzw. eine Clusterbildung zumindest schon in der Nähe der Erstarrungstemperatur bildet. Es zeigt sich insbesondere, daß gerade die atomare Dynamik auf einsetzende Nahordnung sehr sensitiv ist. Ihre Kenntnis ist daher eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis des Materialtranportes in der Schmelze. In vier- bis fünfkomponentigen Schmelzen auf Pd und Zr-Basis ist die strukturelle Relaxation aufgrund der hohen Viskosität am Liquidus zeitlich von der schnellen Dynamik getrennt. Dies erlaubt im Gegensatz zu einfachen metallischen Flüssigkeiten, sowohl strukturelle Relaxation und Diffusion, als auch den Einfluß niedrig-liegender Phononenmoden und eines schnellen Relaxationsprozesses auf den Materietransport im Detail zu untersuchen. Um zu einem Verständnis der Transportmechanismen in diesen Schmelzen zu gelangen, planen wir eine systematische Untersuchung mit inelastischer Neutronenstreuung sowohl der mehrkomponentigen Schmelzen als auch verschiedener Randsysteme. Desweiteren soll hierzu in Absprache mit anderen Gruppen aus dem Schwerpunkt in einigen ausgewählten Systemen ein umfangreicher Datensatz aus Ergebnissen der Neutronenstreuung, Interdiffusionsmessungen, Viskositätsmessungen und Molekulardynamiksimulation erstellt werden. (Es folgen weitere fachspezifische Ausblicke).