DLR Portal
Home|Textversion|Impressum|Sitemap|Kontakt |English
Sie sind hier: Home:Programme & Missionen:Forschung unter Weltraumbedingungen:Flugprogramm
Erweiterte Suche
Wir über uns
Raumfahrtplanung
Programme & Missionen
Erdbeobachtung
Satellitenkommunikation
Navigation
Extraterrestrik
Forschung unter Weltraumbedingungen
Lebenswissenschaften
Materialwissenschaften
Flugprogramm
Projekte
Veranstaltungen
Forschungsförderung
Trägersysteme
Raumstation
Raumfahrtsysteme
Nationale Kontaktstelle
ESA-Angelegenheiten
Publikationen
News-Archiv
VersendenDrucken

Erstarrung von Kupfer-Kobalt-Legierungen in Schwerelosigkeit - Unterkühlung und Entmischung



Normalerweise werden metallische Schmelzen in einem Behälter, einem so genannten Tiegel erhitzt. Beim Abkühlen bilden sich an den Tiegelwänden Keime, sobald die Temperatur auf den Schmelzpunkt absinkt. Die Schmelze erstarrt dann. Bei der elektromagnetischen Levitation wird die Schmelze durch elektromagnetische Wechselfelder, welche über eine Spule erzeugt werden, erhitzt und in der Schwebe gehalten.

Es wird also kein Behälter für die Flüssigkeit benötigt. Dadurch wird die Keimbildung an den Tiegelwänden vermieden und das Metall bleibt auch unterhalb des Schmelzpunktes noch flüssig. Ab einer bestimmten Temperatur setzt aber auch hier die Erstarrung ein. Diese verläuft dann sehr schnell und ein Teil der Probe kristallisiert in Form einer dendritischen Struktur (Bäumchenstruktur).

In diesem Experiment in der TEMPUS-Anlage werden metastabile Zustände (Nicht-Gleichgewichtszustände) von Kupfer-Kobalt-Schmelzen untersucht. Sie treten erst bei einer Unterkühlung von über 100 Grad Celsius unter dem Schmelzpunkt auf. Bei geeigneter Zusammensetzung trennt sich die homogene Schmelze dann in einen Kobalt-reichen Kern und einen Kupfer-reichen Mantel.

Aus den Schwingungen des flüssigen Tropfens lassen sich Materialparameter messen, die unter anderem für technische Gießprozesse benötigt werden: Oberflächenspannung, Viskosität und die Grenzflächenenergie für Kupfer-Kobalt. Letztere ist unter terrestrischen Bedingungen nur näherungsweise zu bestimmen. Kupfer-Kobalt-Legierungen sind als dünne Schichten für elektronische Speichermedien im Gespräch.

Die aktuellen Experimente dienen der Vorbereitung eines TEXUS-Raketenfluges im November dieses Jahres. Bei diesem Experiment soll unter anderem die Grenzflächenenergie von Kupfer-Kobalt gemessen werden.


Kontakt
Dr. Matthias Kolbe
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Materialphysik im Weltraum

51147 Köln

Tel.: +49 2203 601-3019

Prof.Dr. Ivan Egry
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Materialphysik im Weltraum

51147 Köln

Tel.: +49 2203 601-2844

Fax: +49 2203 601-2255

Copyright © 2013 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR). Alle Rechte vorbehalten.