Magnetische Ionenmanipulation in Glasschmelzen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Bernd Halbedel
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Technische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 98117522

Der Einfluss inhomogener Magnetfelder auf Fluide, wie Glasschmelzen, ist weitestgehend unerforscht. Im vorliegenden Projekt soll das Potenzial der Inhomogenitätskraft zur Synthese von maßgeschneiderten Ferriten aus eisenhaltigen Glasschmelzen über die Manipulation der Fe- Ionenverteilung analysiert werden. Dazu werden Experimente mit Modellfluiden und Glasschmelzen, bei denen die Eisenionenkonzentration, das Fe3+ /Fe2+-Verhältnis und die Richtung des Feldgradienten sowie die Stärke der magnetischen Induktion in den Bereichen < 1 T und 1 bis 5 T systematisch zu variieren sind, numerische Simulationen des Vektorgradienten, der Inhomogenitätskraftdichte und der daraus folgenden Ionenbewegungen durchgeführt und der Einfluss der künstlich geschaffenen Ionenverteilungen auf die synthetisierten Ferrite analysiert. Dafür sind numerische Modelle zu entwickeln, die die Wechselwirkungen paramagnetischer Ionenanordnungen in (heißen) viskosen Fluiden berücksichtigen. Die Simulationsergebnisse werden mit den Experimenten an Modellfluiden und Schmelzen verifiziert. Die angestrebten Resultate des vorliegenden Projekts ermöglichen zukünftig, Eigenschaftsmodifizierungen von Materialien über Manipulationen auf Ionenebene berührungslos durch optimal ausgelegte, externe Magnetfelder zu steuern und somit aus Schmelzen (oder anderen Fluiden), die paramagnetische Ionen enthalten, speziell dotierte magnetische Materialien oder maßgeschneidert gradierte Gläser/Glaskeramiken für aktuelle innovative Anwendungen herzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Spezialschmelzofen
• Gerätegruppe: 8420 Spezielle Oefen (Induktions-, Lichtbogenheizung, Vakuumöfen)
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Hartmut Brauer