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Aluminium self-diffusion in high-purity a-Al2O3: Comparison of Ti-doped and undoped single crystals

Fielitz, Peter und Ganschow, Steffen und Kelm, Klemens und Borchardt, Günter (2020) Aluminium self-diffusion in high-purity a-Al2O3: Comparison of Ti-doped and undoped single crystals. Acta Materialia, 195, Seiten 416-424. Elsevier. doi: 10.1016/j.actamat.2020.05.030. ISSN 1359-6454.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645420303773

Kurzfassung

Reliable data on self-diffusion of aluminium in a-Al2O3 are scarce and do not yet enable deriving quantitative conclusions about the impact of deliberate aliovalent doping. Therefore, the present study (1280 � T/ °C � 1500, pO2 = 200 mbar) was based on carefully grown high-purity single crystals doped with Ti. The experimentally determined 26Al tracer diffusivity increased with the Ti concentration and confirmed the incorporation of Ti on Al sites, Ti�Al, with aluminium vacancies, V000Al , formed for charge compensation. The observed relation between these two point defect concentrations as a function of the Ti concentration and the temperature can be quantitatively modelled by taking into account probable Ti� Al : V000Al clusters. Using binding energy starting values from published computer simulations for the fit procedure cluster binding energies are obtained. The surprisingly high Aldiffusivity in undoped samples can be tentatively rationalised by injection of Al interstitials at the liquid/solid interface because of the low oxygen potential during the crystal growth process.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/136971/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Aluminium self-diffusion in high-purity a-Al2O3: Comparison of Ti-doped and undoped single crystals
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fielitz, PeterTechnische Universität Clausthal, Institut für Metallurgie, Robert-Koch-Str. 42, D-38678 Clausthal-ZellerfeldNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ganschow, SteffenLeibniz-Institut fur Kristallzüchtung, Max-Born-Str. 2, D-12489 BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kelm, KlemensKlemens.Kelm (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borchardt, GünterTechnische Universität Clausthal, Institut für Metallurgie, Robert-Koch-Str. 42, D-38678 Clausthal-ZellerfeldNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Mai 2020
Erschienen in:Acta Materialia
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:195
DOI:10.1016/j.actamat.2020.05.030
Seitenbereich:Seiten 416-424
Verlag:Elsevier
ISSN:1359-6454
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Alumina Ti-doped Tracer diffusion 26Al SIMS Defect clusters
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Mikroanalyse
Hinterlegt von: Kelm, Dr. Klemens
Hinterlegt am:03 Nov 2020 10:17
Letzte Änderung:01 Dez 2022 03:00

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