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Containerless Processing in the Study of Metastable Solids from Undercooled Melts

Herlach, D.M. (2013) Containerless Processing in the Study of Metastable Solids from Undercooled Melts. In: Materials Science Forum, 526, Seiten 21-27. Trans Tech Publications, Switzerland. 2013 International conference on Materials Engineeering for Advanced Technologies (ICMEAT 2013), 2013-12-31 - 2014-01-02, Brisbane, Australien. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.526.21. ISBN 978-303571208-7. ISSN 0255-5476.

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Offizielle URL: http://www.scientific.net/AMM.526.21

Kurzfassung

An undercooled melt possesses an enhanced free enthalpy that enables to crystallize metastable solids in competition with their stable counterparts. Crystal nucleation selects the crystallographic phase whereas the growth dynamics controls microstructure evolution. We apply containerless processing such as electromagnetic and electrostatic levitation to containerlesss undercool and solidify metallic melts. Heterogeneous nucleation on container-walls is completely avoided leading to large undercooling with the extra benefit that the freely suspended drop is direct accessible for in situ observation of crystallization far away from equilibrium. Results of investigations of maximum undercoolability on pure zirconium are presented showing the limit of maximum undercoolability set by the onset of homogeneous nucleation. Rapid dendrite growth is measured as a function of undercooling by a high-speed camera and analysed within extended theories of non-equilibrium solidification. In such both supersaturated solid solutions and disordered superlattice structure of intermetallics are formed at high growth velocities. A sharp interface theory of dendrite growth is capable to describe the non-equilibrium solidification phenomena during rapid crystallization of deeply undercooled melts.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/87936/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Containerless Processing in the Study of Metastable Solids from Undercooled Melts
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iD
Herlach, D.M.dieter.herlach (at) dlr.de
Datum:Dezember 2013
Erschienen in:Materials Science Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:526
DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.526.21
Seitenbereich:Seiten 21-27
Verlag:Trans Tech Publications, Switzerland
ISSN:0255-5476
ISBN:978-303571208-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Containerless processing; Undercooling; Crystal nucleation; Dendritic growth; Supersaturated alloys; Disorder trapping; Metastable solids.
Veranstaltungstitel:2013 International conference on Materials Engineeering for Advanced Technologies (ICMEAT 2013)
Veranstaltungsort:Brisbane, Australien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:31 Dezember 2013
Veranstaltungsende:2 Januar 2014
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 - Vorhaben Materialforschung unter Mikro-g (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Gegner, Jan
Hinterlegt am:29 Jan 2014 08:25
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:54

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