Thermophysikalische Eigenschaften mehrkomponentiger flüssiger Legierungen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Jürgen Brillo
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320789717

Die vorliegende Arbeit fasst die neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet der Messung thermophysikalischer Eigenschaften mehrkomponentiger flüssiger Legierungen zusammen. Die Arbeit konzentriert sich auf die Frage, ob die Abhängigkeit der Eigenschaften von der Materialzusammensetzung im Flüssigen verstanden werden kann, da die große Mehrheit der technisch interessanten Legierungen mehrkomponentig ist. Voraussetzung zur Erlangung eines detaillierten Verständnisses des makroskopischen Verhaltens flüssiger Materialien ist die genaue Kenntnis ihrer thermophysikalischen Eigenschaften. Die Rolle des behälterfreien Prozessierens zur Messung dieser Eigenschaften wird deshalb besonders hervorgehoben. Bei den zu messenden Eigenschaften handelt es sich um Dichte, Oberflächenspannung und Viskosität. Zunächst werden einatomige Systeme untersucht. Im zweiten Schritt werden Mischungsregeln für deren binäre Kombinationen identifiziert und mit bekannten thermodynamischen Potenzialen verglichen. Anhand von ternären Systemen wird die Frage erörtert, ob sich die Eigenschaftsspektren mehrkomponentiger Legierungen aus ihren Randsystemen vorhersagen lassen. In der Arbeit werden verschiedene Modelle zurVorhersage von thermophysikalischen Eigenschaften überprüft und bezüglich ihrer Zuverlässigkeit bewertet. Jedes der untersuchten Systeme kann einer von drei Materialklassen zugeordnet werden. Als groben Trend findet man, dass Systeme einer Klasse ähnliches Mischungsverhalten aufweisen. Weiterhin werden Eigenschafts-Eigenschaft Beziehungen, wie z.B. die Stokes-Einstein-Relation, getestet und Anwendungsbeispiele aufgezeigt.Die Arbeit enthält eine umfangreiche Sammlung thermophysikalischer Materialdaten im Anhang. Diese dürfte von besonderem Nutzen sein für den geneigten Experimentator, den Material- bzw. Prozessingenieur, sowie für die Simulation.

• DFG-Verfahren: Publikationsbeihilfen