Strömungseffekte und Wachstumskinetik unterkühlter Nickel-Aluminium-Schmelzen



Intermetallische Nickel-Aluminium-Legierungen besitzen spezielle Eigenschaften, wie hohe Schmelztemperatur, vergleichsweise niedrige Dichte, gute Oxidationsresistenz und extreme Härte. Daher sind sie interessant für zahlreiche technologische Anwendungen. Ihre plastische Verformbarkeit ist jedoch begrenzt. Deutlich verbessern lässt sie sich durch Methoden des raschen Erstarrens. Dabei muss die Wachstumsgeschwindigkeit dieser chemisch geordneten Metallkristalle aus dem unterkühlten schmelzflüssigen Zustand allerdings noch optimiert werden.

Strömungen in der Schmelze, wie Schwerkraft-bedingte vertikale Bewegungen (Konvektion), beeinflussen das Wachstum der entstehenden Legierung stark, wenn sie etwa genauso groß sind wie die Wachstumsgeschwindigkeit. Die TEMPUS-Experimente sollen die Wachstumsgeschwindigkeit der Legierung unter Schwerelosigkeit, das heißt bei verminderter Konvektionsströmung, ermitteln.

Die Ergebnisse werden anschließend mit den Experimentdaten aus dem Labor auf der Erde verglichen. Damit wollen die Wissenschaftler bestehende theoretische Modelle zum Wachstum überprüfen und um Beiträge zur Konvektion erweitern. Ihr Ziel ist es, ein umfassendes Wachstumsmodell zu entwickeln. Dieses Vorhaben wird von der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Rahmen des Microgravity Application Programme Projekts finanziell gefördert.


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Dr. Sven Reutzel
DLR-Institut für Raumsimulation

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