Further development of radiographic in situ interdiffusion experiments and investigation of (quasi-)binary Al-rich melts

  • A mathematical description of the dynamics in metallic melts is a complex affair, since, among other things, the atomic interaction mechanisms in a melt are not fully understood. The measurement of interdiffusion coefficients in metallic melts is an important contribution to provide references for model applications and simulations. In the course of this thesis, experimental as well as analytical improvements of a radiographic in situ interdiffusion measurement method were achieved. Using these improvements, three Al-rich systems could be measured: Al-In, Al-Au, and Al-Fe-Si. For the systems with strong chemical interactions, it was shown that despite high thermodynamic driving forces, attractive interaction potentials increase the atomic packing density, which ultimately results in even slower interdiffusion than is the case for systems with only low chemical interactions.
  • Eine mathematische Vorhersage der Dynamik in metallischen Schmelzen ist eine komplexe Angelegenheit, da unter anderem die atomaren Wechselwirkungsprozesse in einer Schmelze nicht vollständig verstanden sind. Die Messung von Interdiffusionskoeffizienten in metallischen Schmelzen leistet dabei einen wichtigen Beitrag um Referenzen für Modellsysteme und Simulationen bereitzustellen. Im Zuge dieser Arbeit wurden experimentelle sowie analytische Verbesserungen einer radiographischen in situ Interdiffusionsmessmethode durchgeführt. Unter Anwendung dieser Verbesserungen konnte drei Al-reichen Systemen vermessen werden: Al-In, Al-Au und Al-Fe-Si. Für die Systeme mit starken chemischen Wechselwirkungen konnte gezeigt werden, dass sich trotz hoher thermodynamischer Triebkräfte durch attraktive Wechselwirkungspotentiale die atomare Packungsdichte erhöht, was letzten Ende sogar eine langsamere Interdiffusion zur Folge hat, als es bei Systemen mit nur geringer chemischer Wechselwirkung der Fall ist.

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Metadaten
Author:Toni SchillerGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-97358
DOI:https://doi.org/10.13154/294-9735
Referee:Andreas MeyerORCiDGND, Ulrich KöhlerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2023/04/17
Date of first Publication:2023/04/17
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2023/02/27
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Metallschmelze; Interdiffusion; Atomare Wechselwirkung; Packungsdichte; Thermodynamik
Institutes/Facilities:Institut für Materialphysik im Weltraum (DLR)
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht