Relationen zwischen Viskosität und Struktur von geschmolzenen Al-Ni-Si Legierungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die dynamische Viskosität ist ein thermophysikalischer Parameter, der Transporterscheinungen, wie z. B. die Erstarrungskinetik bei Gussprozessen und damit eine Reihe von Eigenschaften des Gusswerkstoffs entscheidend bestimmt. Deshalb wurden im Berichtszeitraum Viskositätsmessungen an Ni-Si und Al-Ni-Si Legierungen über breite Temperatur- und Konzentrationsbereiche ausgeführt und die Modellierung der Messdaten unternommen. Es zeigt sich, dass deutliche Korrelationen zwischen viskosem Verhalten und der Konstitution der Legierungen auftreten. Ein tieferes Verständnis solchen Verhaltens kann nur auf der Basis der möglichst detaillierten Kenntnis der atomaren Struktur gelingen. Mit Neutronenstreuung am Diffraktometer D4c des ILL Grenoble wurde die atomare Struktur umfassend untersucht. Durch den Einsatz der Kontrastvariation mittels Isotopensubstitution und der Modellierung mittels der reverse Monte-Carlo-Methode (RMC) gelang es, partielle Strukturfaktoren und Paarverteilungen zu ermitteln. Es zeigt sich, dass das Verhalten der Viskosität eng mit der Entwicklung der atomaren Struktur verknüpft ist. Konzentrationsbereiche in denen Assoziatbildung vorliegt, zeigen Extrema in den Viskositätsisothermen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A statistical approach to estimate the experimental uncertainty of viscosity data, J. Alloys Comp., 480 (2009) 629-633
S. Gruner, W. Hoyer
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„On the atomic structure of liquid Ni-Si alloys: a neutron diffraction study”, Journal of Physics: Condensed matter 21 (2009) 385403
Gruner, S., Marczinke, J., Hennet, L., Hoyer, W., Cuello, G. J.
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Dissertation: Untersuchung der Nahordnung und deren Einfluss auf physikalische Eigenschaften ausgewählter binärer Legierungsschmelzen, TU Chemnitz, 2010
S. Gruner
