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Autor:  

Klein, Stefan

Titel:  

Nucleation in undercooled melts of pure zirconium and zirconium based alloys


Dissertation 
URN:  urn:nbn:de:hbz:294-30208
URL:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/KleinStefan/diss.pdf
Format:  application/pdf (12.8 M)
Kommentar:  Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie. Tag der mündlichen Prüfung: 2010-11-19

Inhaltsverzeichnis
Datei:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/KleinStefan/Inhaltsverzeichnis.pdf
Format:  application/pdf (73.8 k)

Zusammenfassung
Datei:  http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/KleinStefan/Zusammenfassung.pdf
Format:  application/pdf (71 k)

Schlagworte:  Keimbildung; Unterkühlung; Grenzflächenenergie; Nahordnung

Inhalt der Arbeit: 

Die Keimbildung in tief unterkühlten Schmelzen von reinem Zirkonium und Zr-Legierungen wurde experimentell untersucht. Es wurden Methoden zum behälterfreien Prozessieren (elektromagnetische (EML) und elektrostatische Levitation (ESL)) verwendet und die erzielten Ergebnisse zur Keimbildung verglichen. Die Absenz von heterogenen Keimstellen an Tiegelwänden ermöglicht tiefe Unterkühlungen. Im ESL gelang es erstmals, die kritische Grenze des Hypercoolings zu überschreiten, so dass die gesamte Metallschmelze im Nicht-Gleichgewicht erstarrte. Für reines Zr gelang es, die physikalische Grenze der Unterkühlbarkeit (homogenen Keimbildung) zu erreichen. Dies ermöglichte eine Abschätzung der Grenzflächenenergie, die darauf hinweist, dass Voraussagen von Simulationsrechnungen diese Energie unterschätzt. Die Grenzflächenenergie ist durch Nahordnung der Flüssigkeit sowie Struktur der festen Phase bestimmt. Die Nahordnung einer Zr-Pd Schmelze wurde durch Röntgenstreuung am APS in Chicago untersucht.


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Crystal nucleation in undercooled liquid zirconium / Stefan Klein
In: Physical review, Bd. 80.2009, S. 212201