Diffusion in glasbildenden Metallschmelzen vom Gleichgewichtszustand bis zum kalorischen Glasübergang

玻璃形成金属熔体从平衡态到热玻璃化转变的扩散

• 批准号: 5408145
• 负责人: Professor Dr. Klaus Rätzke
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Materialverbunde
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5408145?language=en
• 关键词: Diffusion; glasbildenden; Metallschmelzen; vom; Gleichgewichtszustand

In den letzten Jahren besteht in der Physik und der Materialwissenschaft ein großes Interesse an der Dynamik und der Diffusion in Gläsern und unterkühlten Schmelzen. Während für die Diffusion in metallischen Systemen im Glaszustand kollektive, thermisch aktivierte Prozesse weitgehend akzeptiert sind, bleibt offen, wann sich der Mechanismus bis zur Gleichgewichtsschmelze ändert und welche der Komponenten die Viskosität und die Dynamik bestimmt. Die Modenkopplungstheorie, die zur Zeit modernste Theorie zur Dynamik in unterkühlten Systemen, sagt deutlich oberhalb der kalorischen Glasübergangstemperatur Tg bei einer kritischen Temperatur Tc das Einfrieren kontinuierlicher flüssigkeitsartiger Diffusion voraus. Unterhalb Tc, das für Pd-Cu-Ni-P Legierungen aus Neutronenstreudaten bestimmt wurde, soll nur kollektives Hopping vorherrschen. Den Antragstellern ist es unlängst erstmals gelungen, Co-Diffusion und Isotopieeffekt vom Glaszustand bis in die Gleichgewichtsschmelze in diesen Legierungen zu untersuchen. Dabei zeigt sich, dass tatsächlich bei Tc die Arrheniusgerade abbiegt und Barrieren durch mikroskopische Fließprozesse zerfallen. Allerdings bleibt zum einen offen, ob dieses Verhalten für alle Komponenten einer Legierung gleich ist. Auch ist nicht klar, welche der Komponenten im Pd-Cu-Ni-P die Viskosität bestimmt und ob die Komponenten mit steigender Größe entsprechend langsamer diffundieren oder chemische Effekte ein Rolle spielen. Für Zr-Cu-Ni-Ti-Be Legierungen legen Neutronenstreu- und Viskositätsmessungen ferner die Existenz eines zweiten Tc für die langsame Komponente nahe. Zur Klärung dieser Fragen sollen im vorliegenden Projekt die Diffusion der jeweiligen Komponenten der Legierungen Zr-Cu-Ni-Ti-Be und Pd-Cu-Ni-P untersucht werden, um durch Vergleich mit aus Viskositätsdaten berechneten Diffusionskoeffizienten Aufschluss über das unterschiedliche Verhalten in den beiden Legierungen und der Diffusion der Komponenten zu bekommen. Diese Schlüsselexperimente sollen die Aussagen der Modenkopplungstheorie für metallische Glasbildner überprüfen.

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