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Elektrostatischer Levitator für Neutronenstreuung an Schmelzen



 

 

 

 

 

Als „Editors’ Suggestion“ wird in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Physical Review B 83 (104205) 2011 über einen neuen elektrostatischen Levitator berichtet, der am Institut für Materialphysik im Weltraum des DLR entwickelt wurde.

In der elektrostatischen Levitation können sowohl elektrisch leitfähige als auch isolierende Materialien im Hochvakuum geschmolzen werden. Durch diese behälterfreie Technik ist es möglich sowohl chemisch reaktive Schmelzen bei hohen Temperaturen als auch unterkühlte Schmelzen unterhalb der Schmelztemperatur zu untersuchen. Die neue Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass das maximale Probenvolumen im Vergleich zu früheren Levitatoren um eine Größenordnung gesteigert werden konnte. Mit den daraus resultierenden erhöhten Streuraten sind jetzt auch Untersuchungen von Schmelzen im elektrostatischen Levitator mit Neutronenstreuung möglich. Durch die Vermeidung von streuenden Tiegelwänden in der Nähe der frei schwebenden Probe konnte ein sehr gutes Signal-Untergrund Verhältnis realisiert werden.

Bei ersten Experimenten mit dem elektrostatischen Levitator wurden glasbildende Zr-Ni Schmelzen mit Neutronendiffraktion und quasielastischer Neutronenstreuung untersucht. Die Strukturfaktoren und die Ni Selbstdiffusions-Koeffizienten wurden in einem großen Temperaturbereich in der stabilen Schmelze und im unterkühlten Bereich fast 200K unter dem Schmelzpunkt bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass diese neue Probenumgebung die Qualität der Neutronendaten signifikant verbessert und den zugänglichen Temperaturbereich erweitert.


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