Untersuchung der Viskosität und Diffusion von ternären Ni- und Zr-Schmelzen im eutektischen Bereich

• Applicant: Privatdozent Dr. Hartmut Neumann
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5340704

Ziel des Projekts ist die Untersuchung der Viskosität und Diffusion ternärer Ni- und Zr-Schmelzen im eutektischen Konzentrationsbereich. Mit Schwingtiegelviskosimetern soll untersucht werden, wie die Viskosität durch Zusatz einen dritten Elements gegenüber den binären Legierungen verändert wird. Da die Eutektika eine im Vergleich zu den Schmelztemperaturen der Randkomponenten tiefer liegende eutektische Temperatur aufweisen, ist für diese Legierungen eine stärkere Wechselwirkung der Atome (Assoziatbildung) im Vorerstarrungsbereich zu erwarten, für deren Nachweis die Viskosität aufgrund ihrer Empfindlichkeit auf strukturelle Änderungen gut geeignet ist. Begonnen werden sollen die Untersuchungen an eutektischen Schmelzen der ternären Systeme NiTiCr und NiTiCu. Als Methode zur Bestimmung der Selbstdiffusionskoeffizienten soll die quasielastische Neutronenstreuung verwendet werden. Durch Mischung bestimmter Isotope kann erreicht werden, daß diese Legierungen nur inkohärent streuen. Der inkohärente Strukturfaktor gibt direkt Auskunft über die Einteilchen-Dynamik und damit über die Diffusion in der Schmelze. In der ersten Förderperiode ist vorgesehen, die binäre eutektische Schmelze Ni24Ti76 zu untersuchen. Durch Zusatz von Cr in definierter Isotopenzusammensetzung sollen dann Messungen zur Selbstdiffusion in Schmelzen des ternären Systems ViTiCr folgen. Wenn außerdem der thermodynamische Faktor durch Bestimmung des partiellen Strukturfaktors Scc durch Neutronenkleinwinkelstreuung bekannt ist, liegt ein kompletter Satz an Daten vor, an dem aus der Literatur bekannte Ansätze über den Zusammenhang zwischen Viskosität und Diffusion überprüft werden können.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1120: Phase Transformations in Multi-Component Melts