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Dendrite Growth Velocity in Levitated Undercooled Nickel Melts

Funke, O. und Phanikumar, G. und Galenko, P. K. und Chernova, L. und Reutzel, S. und Kolbe, M. und Herlach, D. M. (2006) Dendrite Growth Velocity in Levitated Undercooled Nickel Melts. Journal of Crystal Growth, 297 (1), Seiten 211-222. Elsevier B.V.. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2006.08.045.

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Kurzfassung

Model predictions for the dendrite growth velocity at low undercoolings are deviating significantly from experimental data obtained in electromagnetic levitation with a Capacitance Proximity Sensor (CPS) [K. Eckler, D.M. Herlach, Mater. Sci. Eng. A <b>178</b> (1994) 159]. In addition to that, previous data sets obtained by different techniques are not in good agreement with each other. For instance, growth velocity data for nickel melts obtained with a high-speed camera system [D.M. Matson, in: Solidification 1998, TMS, Warrendale PA, 1998, p. 233] show higher values at low undercoolings than data obtained with the CPS. Within this work new measurements of dendritic growth velocity in levitated undercooled nickel samples were performed as a function of undercooling <font face="Symbol">D</font>T to investigate this discrepancy. Solidification of the undercooled melt was detected at undercooling levels within the range of 30 K &lt; <font face="Symbol">D</font>T &lt; 300 K. The new data reveal high accuracy and low scattering. These data are compared with two independent growth velocity data sets and discrepancies are discussed. For verification of the new CPS data dendrite growth velocity was also measured by using a high-speed camera where the morphology of the intersection of the solidification front with the sample surface was investigated. The new experimental data are analyzed within the model of dendrite growth obtained on the basis of Brener's theory [E. Brener, J. Cryst. Growth <b>99</b> (1990) 165] and the model of dendrite growth with melt convection in a solidifying levitated drop, presently being developed. Special attention is paid to the effects of convection and small amounts of impurities on the growth dynamics at small undercoolings.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Dendrite Growth Velocity in Levitated Undercooled Nickel Melts
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Funke, O.NICHT SPEZIFIZIERT
Phanikumar, G.NICHT SPEZIFIZIERT
Galenko, P. K.NICHT SPEZIFIZIERT
Chernova, L.NICHT SPEZIFIZIERT
Reutzel, S.Ruhr-Universität Bochum
Kolbe, M.NICHT SPEZIFIZIERT
Herlach, D. M.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2006
Erschienen in:Journal of Crystal Growth
Band:297
DOI :10.1016/j.jcrysgro.2006.08.045
Seitenbereich:Seiten 211-222
Verlag:Elsevier B.V.
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Unterkühlung von Materialien
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HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W FR - Forschung unter Weltraumbedingungen (alt)
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben Materialforschung unter Mikro-g (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Institut für Raumsimulation > Zentrum für die Erstarrung unterkühlter Schmelzen (ZEUS)
Hinterlegt von: Dr.rer.nat. Sven Reutzel
Hinterlegt am:04 Dez 2006
Letzte Änderung:12 Dez 2013 20:21

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