Grenzflächenspannung und Benetzungserscheinungen in flüssigen metallischen Mischungslückensystemen

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Mischungslückensysteme auf Al-Basis sind aussichtsreiche Kandidaten für die Herstellung neuartiger Werkstoffe, bei denen eine niedrigschmelzende, weiche Komponente in feindisperser Verteilung in eine Al-reiche Matrix eingebettet ist. Um den Herstellungsprozess gezielt beeinflussen zu können, ist das Verständnis des Ablaufes der Entmischung Voraussetzung. Für die Modellierung wichtiger Teilprozesse bei der Entmischung (z.B. Marangonitransport und Keimbildung) ist die Kenntnis der Grenzflächenspannung zwischen den konjungierten Phasen entlang der Binodale von grundlegender Bedeutung. Aus der Literatur sind bisher nur sehr wenige Meßdaten bekannt. Eine beim Antragsteller entwickelte und erprobte Methode zu Messung der Grenzflächenspannung bei Temperaturen bis 1200°C soll benutzt werden, um in binären (z.B. Al-Bi, Ga-Bi, Ga-Hg) und ternären (z.B. Al-Bi-Si, Al-Bi-Cu) Systemen die Grenzflächenspannung über einen weiten Bereich der Mischungslücke bis möglichst nahe an die kritische Temperatur heran zu bestimmen. Die Anwendbarkeit von theoretischen Modellen zur Berechnung der Grenzflächenspannung und ihres Temperaturkoeffizienten ist zu überprüfen. Es soll weiterhin untersucht werden, ob und in welchem Temperaturbereich gegenseitige Benetzung der koexistierenden Phase erfolgt. Im Gegensatz zu organischen Systemen gibt es nur wenige experimentelle und theoretische Arbeiten für metallische Entmischungssysteme. Es soll versucht werden, Zusammenhänge zwischen Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung, Benetzung, Adsorption und Keimbildung aufzudecken.