Thermophysikalische Eigenschaften nicht-Zr-basierter metallischer Massivgläser

• Antragstellerin: Professorin Dr. Isabella Gallino, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214287390

Das derzeit laufende Projekt beschäftigt sich mit den thermophysikalischen Eigenschaften bekannter nicht-Zr-basierender metallischer Glasbildner (BMG). Die gewählten BMG- Systeme basieren auf Edelmetallen, auf Mg sowie auf zwei neu entwickelten Systemen: das Ni-Cr-Nb-P-B System und das Stahl- System Fe-Mo-Ni-Cr-P-C-B. Die beiden zuletzt genannten BMG-Systeme sind nicht nur von wissenschaftlichem Interesse sondern voraussichtlich auch von großer praktischer Bedeutung. Das Projekt zielt darauf ab erkennen zu können, inwieweit die Glasbildungsfähigkeit und die Fragilität der unterkühlten Flüssigkeit von der Thermodynamik beeinflusst werden. Insbesondere soll folgenden Fragestellungen nachgegangen werden: Wie stark korreliert die Fragilität mit der Aktivierungsenergie für die kooperative Atomumordnung in der unterkühlen Flüssigkeit? In welchem Zusammenhang steht dies mit der Aktivierungsenergie der Diffusion? Gibt es Hinweise auf stark-zu-fragil Umwandlungen in diesen Legierungen? In welchem Maße dominieren keimbildungs-kontrollierte Kristallisationsprozesse bei hohen Temperaturen im Vergleich zu wachstums- kontrollierten Prozessen? Wie wirkt sich Anlassen oder Alterung in der Nähe der Glasübergangstemperatur auf die viskosen Eigenschaften und die Kristallisation aus?Die Untersuchungen umfassen dabei eine Reihe experimenteller Verfahren einschließlich dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC/MDSC), dynamisch-mechanischer Analyse (DMA), Röntgenphotonenkorrelationsspektroskopie (XPCS) sowie in-situ Synchrotron Röntgenstrukturanalyse. In Verbindung mit den bisher gewonnenen Resultaten ermöglicht dies eine umfassende Beschreibung thermodynamischer, kinetischer sowie struktureller Aspekte dieser Klasse von Nichtgleichgewichts-Feststoffen. Es wird erwartet, dass sich hieraus neue Einblicke in die glasbildende Natur metallischer Massivgläser allgemein gewinnen lassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen