Untersuchung thermodynamischer Grundlagen zum Verhalten von Nickel und Zirkon in Magnesiumlegierungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. André Ditze
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 97052797

Nickel und Kupfer in Magnesiumlegierungen verursachen schon in geringen Gehalten Korrosion. Die Gehalte an Kupfer sind daher meist auf max. 250ppm und die von Nickel auf max. 10ppm begrenzt. Beim Recycling von Magnesiumlegierungen gelangen diese Elemente in die Schmelze. Sie sind technisch, wenn auch mit verhältnismäßig hohem Energiebedarf, durch Destillation entfernbar. Bis heute gibt es keine anderen wirtschaftlichen Methoden zur Entfernung. Durch die Entwicklung neuer verunreinigungstoleranter Sekundärlegierungen konnte zwar die Korrosionsproblematik für Kupfer gelöst und auch für Nickel eine Erhöhung der Toleranzgrenze erreicht werden. Dennoch besteht der Bedarf der Entwicklung einer Raffinationsmethode zur Entfernung von Nickel aus Magnesium. Forschungsansatz ist die Bildung intermetallischer Phasen zwischen Nickel und einem zuzusetzenden Fällmittel. Zirkon bildet mit Nickel eine Reihe intermetallischer hochschmelzender Phasen und bietet dadurch die Voraussetzung, Nickel aus Magnesium auszufällen. Die Gleichgewichte zwischen Nickel und Zirkon in Magnesiumschmelzen bilden die Grundlage. Durch experimentelle Aufnahme der gegenseitigen Löslichkeiten von Nickel und Zirkon in Magnesium sollen die Grundlagen für die Entfernung von Nickel aus Magnesium untersucht werden. Ein thermodynamischer Ansatz zur Berechnung der Isothermen ermöglicht die Bestimmung von Gleichgewichtskonstanten und Wechselwirkungsparametern. Die Durchführung der Schmelzen ist für reines Magnesium, aluminiumhaltige und technische Magnesiumlegierungen geplant.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen