Solidification behaviour and short-range order of undercooled Ti-TM-Si-O melts

过冷Ti-TM-Si-O熔体的凝固行为和短程有序

• 批准号: 5358139
• 负责人: Privatdozent Dr. Dirk Holland-Moritz
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Materialphysik im Weltraum
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2004-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5358139?language=en
• 关键词: Solidification; behaviour; short; range; order

Seit der Entdeckung einer quasikristallinen Phase in Al-Mn-Legierungen im Jahre 1984 durch Shechtmen et. al. wurden in einer Vielzahl von Legierungssystemen weitere quasikristalline Festkörperphasen gefunden. Ikosaedrische quasikristalline Phasen, sowie die mit diesen strukturell eng verwandten kristallinen Approximantenphasen zeichnen sich durch eine Nahordnung basierend auf fünfzähligen ikosaedrischen Strukturelementen aus. Die Ausbildung einer solchen ikosaedrischen Nahordnung wurde darüber hinaus für unterkühlte Schmelzen reiner Metalle und metallener Legierungen vorausgesagt, wobei angenommen wird, dass die atomaren Wechselwirkungspotentiale näherungsweise radialsymmetrisch sind. Jüngste Beugungsexperimente an unterkühlten metallenen Schmelzen mit Neutronen- und Synchrotronstrahlung stützen die theoretische Voraussage einer ikosaedrischen Nahordnung in metallenen Schmelzen. Die Nahordnung in der unterkühlten Schmelze beeinflusst zusammen mit der kristallographischen Struktur eines Keims einer festen Phase die Energie der Phasengrenzfläche zwischen unterkühlter Schmelze und Keim und damit das Phasenselektionsverhalten bei der Erstarrung. Aufgrund der vorausgesagten strukturellen Ähnlichkeit von Schmelze und quasikristallinen Festkörpern, sind Untersuchungen zur Nahordnung und zum Erstarrungsverhalten quasikristallbildender Legierungen von besonderer Bedeutung. Die bisherigen Arbeiten hierzu befassten sich jedoch fast ausschließlich mit metallenen quasikristallbildenden Legierungssystemen auf Aluminiumbasis. Eine Sonderstellung unter den quasikristallbildenden Legierungssystemen nehmen die Ti-TM-Si-O-Legierungen (mit Übergangsmetallkomponente TM = Fe, Mn, Cr) ein, denn diese besitzen nichtmetallische Komponenten. Aufgrund der vorliegenden kovalenten Bindungsanteile muss hier mit einem anderen Verhalten gerechnet werden als bei den bisher untersuchten metallenen Systemen. Der Einfluss der nichtmetallischen Legierungskomponenten auf die Nahordnung der Schmelze und das Phasenselektionsverhalten bei der Erstarrung soll im Rahmen dieses Vorhabens an Ti-Fe-Si-O- und Ti-Cr-Si-O-Legierungen studiert werden. Die Phasenselektion von mit Hilfe der elektromagnetischen Levitationstechnik unterkühlten Schmelzen während der Erstarrung soll hierbei in situ durch energiedispersive Beugung von Synchrotronstrahlung bestimmt werden. Darüber hinaus ist beabsichtigt, die Nahordnung unterkühlter und stabiler Ti-TM-Si-O Schmelzen als Funktion der Temperatur durch Neutronenstreuung und energiedispersive Beugung von Synchrotronstrahlung zu untersuchen.

1984年，Shechtmen等人在Al-Mn-Legierungen中发现了一个准基督教相。al. wurden in einer Vielzahl von Legierungssystemen weitere quasikristalline Festkörperphasen gefunden. Ikosaedrische quasikristalline Phasen，sowie die mit diesen strukturell eng verwandten kristalline Approximantenphasen zeichnen sich durch eine Nahordnung basierend auf fünfzähligen ikosaedrischen Strukturelementen aus. Die Ausbildung einer solchen ikosaedrischen Nahordnung wurde darüber hinaus für unterkühlte Schmelzen reiner Metalle und metallener Legierungen vorausgesagt，wobei angenommen wird，dass die atomaren Wechselenkungspotentiale näherungsweise radialsymmetrisch sind. Jüngste Beugungsexperimente an unterkühlten metallenen Schmelzen mit Neutronen- und Synchrotronstrahlung stützen die theoretische Voraussage einer ikosaedrischen Nahordnung in metallenen Schmelzen.该Nahordnung在der unterkühlten Schmelze beeinflusst zusammen与kristallographischen Struktur eines Keims einer festen Phase die Energie der Phasengrenzfläche zwischen unterkühlter Schmelze und Keim and damit das Phasenselektionsverhalten bei der Erstarrung.在Schmelze和准基督教节日的基础上，进一步研究了Nahordnung和Erstarrungsverhalten quasikristallbildender Legierungen von besonderer Bedeutung。这些高级工人很快就可以在最小的基础上使用金属准基督教建筑体系。一个准基督教会体系中的特殊成分是Ti-TM-Si-O-Legierungen（含非金属成分TM = Fe，Mn，Cr），因为它不是金属成分。从最初的金属结合开始，必须有一个完整的、可靠的韦尔登，以便在金属系统中使用。本文研究了钛-铁-硅-O-合金和钛-铬-硅-O-合金的非金属合金成分对合金熔池的影响，并对合金熔池的相分离进行了韦尔登。利用同步辐射韦尔登的能量色散效应，将电磁悬浮技术的半导体器件的相位传感器定位在原位。最后指出，Ti-TM-Si-O系超导体的热稳定性和热稳定性是同步辐射中子辐射和能量色散辐射的温度函数。