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Elimination of Systematic Error in Diffusion Measurement Using In-situ X-ray Fluorescence Analysis for Liquid Alloys

Kobayashi, Yoshihiro und Shiinoki, Masato und Kato, Seiya und Masaki, Tadahiko und Suzuki, Shinsuke (2023) Elimination of Systematic Error in Diffusion Measurement Using In-situ X-ray Fluorescence Analysis for Liquid Alloys. International Journal of Microgravity Science and Application, 40, Seite 400403. doi: 10.15011/jasma.40.400403. ISSN 0915-3616.

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Kurzfassung

The objective of the present study is to quantify and eliminate the error factors in the measurement of diffusion coefficients in liquid alloys by using in-situ X-ray fluorescence analysis (in-situ XRF). Averaging effect, initial mass transport, and matrix effect were investigated. The impurity diffusion coefficient of Bi in liquid Sn was measured at 573 K using a combination of the long capillary technique and in-situ XRF. The apparent diffusion coefficient was obtained as the time-series data by fitting an analytical solution of Fick’s second law to the temporal variation in Bi concentration in the capillary. In the present measurement, matrix effect did not induce a significant error in the measured diffusion coefficient. Averaging effect can be eliminated by convoluting the analytical solution with the distribution of the X-ray fluorescence intensity scanned from the rod sample. Furthermore, the initial mass transport can be eliminated by shifting the point of time origin to the latter time in the temporal variation in the measured concentration by fitting the analytical solution. By performing the above corrections, the systematic error in the measured diffusion coefficient can be reduced.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200385/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Elimination of Systematic Error in Diffusion Measurement Using In-situ X-ray Fluorescence Analysis for Liquid Alloys
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kobayashi, YoshihiroDepartment of Materials Science, Waseda University, Tokyo JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shiinoki, MasatoMasato.Shiinoki (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kato, SeiyaDepartment of Applied Mechanics and Aerospace Engineering, Waseda University, Tokyo JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Masaki, TadahikoDepartment of Materials Science and Engineering, Shibaura Institute of Technology, Tokyo JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Suzuki, ShinsukeWaseda University, Tokyo, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2023
Erschienen in:International Journal of Microgravity Science and Application
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:40
DOI:10.15011/jasma.40.400403
Seitenbereich:Seite 400403
ISSN:0915-3616
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Diffusion, Liquid alloys, X-ray fluorescence analysis, In-situ measurement, Long capillary technique
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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: Sondermann, Elke
Hinterlegt am:07 Dez 2023 09:15
Letzte Änderung:07 Dez 2023 09:15

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