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Anomalies in the crystal growth velocities of intermetallic alloys at the hypercooling limit

Kolbe, Matthias und Fopp, Patrick und Kargl, Florian und Kobold, Raphael und Hornfeck, Wolfgang (2022) Anomalies in the crystal growth velocities of intermetallic alloys at the hypercooling limit. 6th International Conference on Advances in Solidification Processes (ICASP), 2022-06-20 - 2022-06-24, Le Bischenberg, Frankreich. (nicht veröffentlicht)

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Kurzfassung

Electrostatic levitation has been used to deeply undercool melts of intermetallic compounds prior to solidification. The solidification front has been monitored by a high-speed camera and the crystal growth velocity has been derived as a function of melt undercooling deltaT. As expected, all alloys under consideration showed an increase of the solidification velocity with increasing undercooling. Remarkable differences appeared in the range of high melt undercooling near the hypercooling limit deltaThyp, which is defined by the relation deltaThyp = deltaHf/cp. (deltaHf: heat of fusion, cp: heat capacity) [1]. CuZr showed a maximum in the solidification velocity and decreasing values for higher undercoolings. (Ni0.3Cu0.7)-Zr showed a plateau at high undercoolings and (Ni0.4Cu0.6)-Zr a large scatter in the solidification velocities in this region. A similar scatter was found in the alloy Ni-(Zr0.5Ti0.5), while NiTi exhibited further increasing velocities at high undercoolings accompanied by an increased scatter. In situ XRD measurements of the latter 4 alloys performed at ESRF (Grenoble) showed that the alloys solidified primarily with the cubic B2 structure [2]. Microstructure investigations of the solidified samples are used to correlate the observed macroscopic solidification fronts directly to the geometry of the grown dendrites and, thus, to the individual dendrite tips. This method reduces the scatter of the measured solidification velocities. At present, it is not clear whether the hypercooling limit is the cause for these anomalies or whether it is a simple coincidence. We discuss our findings in the light of existing theories for non-equilibrium solidification.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191420/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Anomalies in the crystal growth velocities of intermetallic alloys at the hypercooling limit
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kolbe, Matthiasmatthias.kolbe (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fopp, PatrickPatrick.Fopp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8003-140XNICHT SPEZIFIZIERT
Kargl, FlorianFlorian.Kargl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kobold, RaphaelRaphael.Kobold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hornfeck, WolfgangInstitute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:nicht veröffentlicht
Stichwörter:Electrostatic Levitation, hypercooling, solidification, undercooling
Veranstaltungstitel:6th International Conference on Advances in Solidification Processes (ICASP)
Veranstaltungsort:Le Bischenberg, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:20 Juni 2022
Veranstaltungsende:24 Juni 2022
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 > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Kolbe, Matthias
Hinterlegt am:05 Dez 2022 08:48
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:52

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