Diffusion in Hoch Entropie Legierungen

• Antragsteller: Professor Dr. Sergiy Divinski; Professor Dr. Ingo Steinbach
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314231017

Mittels einer neuartigen Tracer-Interdiffusion-Paar Technik werden grundlegende Diffusionsphänomene in High Entropy Alloys (HEAs) untersucht und zu einer erweiterten Datenbank, basierend auf dem Paardiffusionskonzept, zusammengefügt. Während in der ersten Förderperiode der Schwerpunkt auf der Etablierung der experimentellen und theoretischen Techniken sowie der allgemeinen Datenbankentwicklung lag, zielt die vorgeschlagene Erweiterung darauf ab, die Tracer-Interdiffusion-Paar-Methode systematisch auf verschiedene Situationen anzuwenden, die in Legierungen mit vielfachen Hauptelementen auftreten. Dies bezieht sich auf die vollständige Mischbarkeit, Instabilität und Phasenbildung, komplexen Interdiffusionswege und starken volumetrischen Änderungen. Gleichzeitig muss die Modellbeschreibung der Diffusion in mehrkomponentigen HEAs erweitert werden, um Lehrstellen als eigenständige Spezies, Untergitterordnung, den Einfluss interstitiell gelöster Atome und molare Volumenänderung entlang des Interdiffusionsweges zu berücksichtigen. Die Ausarbeitung der Methoden der experimentellen Analyse und der theoretischen Beschreibung erfolgt in abgestimmter Weise unter Anwendung einer kombinierten Versuchsmodellierung auf der Grundlage der CALPHAD-Typenbeschreibung und des entwickelten Paar-Diffusionsmodells.Unsere Forschung ist motiviert durch die dringende Notwendigkeit, zuverlässige kinetische Datenbanken für eine adäquate Vorhersage von Diffusionsphänomenen in Legierungen mit vielfachen Hauptelementen, einschließlich HEAs und Compositionally Complex Legierungen (CCAs), bereitzustellen. Darüber hinaus werden wir eine automatisierte Software für die Aufbereitung atomarer Mobilitäten entwickeln und mit der Mobilitätsdatenbank kombinieren.Eine enge und fruchtbare Zusammenarbeit mit Partnern im Rahmen des SPP 2006 CCA-HEA wird den Transfer unserer Erkenntnisse und Methoden in andere Materialklassen und insbesondere in BCC HEAs und ausgewählte CCAs motivieren und unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Gerhard Wilde