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Dendritic solidification in undercooled Ni-Zr-Al melts: Experiments and modeling

Galenko, Peter und Reutzel, Sven und Herlach, Dieter, M. und Fries, S. G. und Steinbach, I. und Apel, M. (2009) Dendritic solidification in undercooled Ni-Zr-Al melts: Experiments and modeling. Acta Materialia (57), Seiten 6166-6175. DOI: 10.1016/j.actamat.2009.08.043

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Kurzfassung

The kinetics of dendritic solidification in a ternary Ni98Zr1Al1 alloy is investigated experimentally in a range of melt undercoolings 40 K < ∆T < 320 K. The growth velocity is measured for samples processed by the electromagnetic levitation technique using a highspeed video camera. With ∆T = 220 K the measured growth rates are the same as those of a binary Ni99Zr1 alloy. In the regime of rapid solidification, especially within the regime of thermal dendritic growth at DT J220 K, growth rates are decreased. Sharp-interface modeling predicts growth rates over the whole range of undercooling. Phase-field simulations give quantitative predictions for the dendritic growth velocity in the solute-controlled growth regime. Results show that the composition and temperature dependency of the thermodynamic data, e.g. liquidus slope and solute partition coefficient, are important for describing the alloys. Our findings give improved sharp-interface model predictions compared to calculations based on an approximation of the thermodynamic data derived from binary phase diagrams.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Dendritic solidification in undercooled Ni-Zr-Al melts: Experiments and modeling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID
Galenko, PeterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reutzel, SvenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herlach, Dieter, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fries, S. G.ACCESSNICHT SPEZIFIZIERT
Steinbach, I.Jena Optronik GmbHNICHT SPEZIFIZIERT
Apel, M.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2009
Erschienen in:Acta Materialia
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI :10.1016/j.actamat.2009.08.043
Seitenbereich:Seiten 6166-6175
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Dendritic Solidification, undercooled Ni-Zr-Al melts
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
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 Materialwissenschaftliche Forschung (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Parpart, Ingeborg
Hinterlegt am:25 Nov 2009 09:20
Letzte Änderung:26 Mär 2013 13:13

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