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In-situ measurement of thermodiffusion in liquid alloys

Sondermann, Elke und Kargl, Florian und Meyer, Andreas (2021) In-situ measurement of thermodiffusion in liquid alloys. 14th International Meeting on Thermodiffusion, 2021-05-25 - 2021-05-27, Trondheim, Norwegen.

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Kurzfassung

Thermodiffusion in liquid alloys influences the homogeneity of doped semiconductors and grown crystals as well as the microstructure formation in alloys. The calculation of thermodiffusion in alloys by molecular dynamic simulation can be sensitive to the specific interatomic potential [1]. Recently improved theories were proposed but the database to validate models for thermodiffusion in liquid alloys is scarce. Therefore, reliable measurements are needed. For transparent materials, in-situ methods are well established whereas for liquid alloys it was only possible to analyse solidified samples. We present a method using X-ray radiography in combination with a high temperature furnace to determine the concentration profile in a vertical capillary [2]. In alloys with sufficient contrast in X-ray absorption this technique allows for in-situ observation which excludes disturbances by solidification and reveals possible error sources as e.g. free surfaces. Furthermore, these measurements are time-resolved. Measuring the concentration distribution at different points in time allows us to verify that a steady state has been reached and makes a simultaneous measurement of thermodiffusion and diffusion possible. This is demonstrated with an aluminium-rich Al-Ni melt where nickel is found to migrate to the cold side. The derived interdiffusion coefficient is compatible with independent measurements of interdiffusion in liquid Al-Ni. References [1] E. V. Levchenko, A. V. Evteev, T. Ahmed, A. Kromik, R. Kozubski, I. V. Belova, Z.-K. Liu, and G. E. Murch, Philos. Mag., 96 (2016) 3054. [2] E. Sondermann, F. Kargl, and A. Meyer, Phys. Rev. Lett., 123 (2019) 255902.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186542/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:In-situ measurement of thermodiffusion in liquid alloys
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sondermann, Elkeelke.sondermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5935-8945NICHT SPEZIFIZIERT
Kargl, FlorianFlorian.Kargl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, AndreasAndreas.Meyer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermodiffusion, metallische Schmelzen, flüssige Legierung, Temperaturunterschied, Röntgenradiographie
Veranstaltungstitel:14th International Meeting on Thermodiffusion
Veranstaltungsort:Trondheim, Norwegen
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:25 Mai 2021
Veranstaltungsende:27 Mai 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialforschung und Mikrogravitation (MuM)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Sondermann, Elke
Hinterlegt am:13 Jun 2022 10:34
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:47

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