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Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 26: Postersitzung

M 26.3: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 15:00–19:00, Aula

Instabilität und Kristallisation laserpuls-erzeugter Schmelzen in Metallglas-Schichten — •O. Bostanjoglo, Z. L. Mao und T. Nink — Optisches Institut der TZ Berlin

Bei Mikrobearbeitung mit Laserpulsen treten grosse Heiz-/Kuehlraten und Temperaturgradienten auf, die insbesondere bei Metallglaesern ungewoehnliche, vom Nichtgleichgewicht gepraegte Vorgaenge erwarten lassen. Daher wurden mit fokussierten 10 ns Laserpulsen erzeugte Schmelzen in Ni0.8/P0.2-Schichten mit Kurzzeit-Elektronenmikroskopie untersucht (Belichtung > 8 ns, Bildabstand > 25 ns). Die Schmelze wird im lasererzeugten T-Gradienten (> 108 K/m) in 10 ns instabil. Es setzt eine zentripetale Stroemung ein, die in 500 ns ohne bzw. nach Richtungsumkehr abklingt, je nach Starttemperatur. Diese Instabilitaet wird mit einer negativen thermokapillaren Spannung (positiver thermischer Koeffizient der Oberflaechenenergie) und einer, durch Oberflaechentransport von O und P Atomen erzeugten, gegenlaeufigen Chemokapillaritaet erklaert. Erstarrung erfolgt durch homogene Keimbildung und Kristallwachstum mit partieller Entmischung waehrend 3...15 Mikrosekunden nach dem Laserpuls. Die Kristallitgroesse ist maximal im Bereich des maximalen T-Gradienten, was durch Konkurrenz zwischen ’schmalfenstriger’ Keimrate und diffusionsbegrenztem Kristallwachstum gedeutet wird.
Gefoerdert von DFG und A.v.Humboldt-Stiftung

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