Bremen 2000 – wissenschaftliches Programm

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EP: Extraterrestrische Physik

EP 12: Materie unter Mikrogravitation

EP 12.3: Vortrag

Freitag, 24. März 2000, 12:15–12:30, H1

Untersuchung gerichtet erstarrter zellularer Strukturen — •Stephan Rex, Bernd Kauerauf und Gerhard Zimmermann — ACCESS e.V.,Intzestr.5,D-52072 Aachen

Bei der gerichteten Erstarrung einer binaeren Legierung bildet sich als erste Instabilitaet einer planaren fest-fluessig Genzflaeche eine zellulare Morphologie aus. Aufgrund von Auftriebskonvektion findet auf der Erde ein Waerme- und Stofftransport in der Schmelze statt, der eine ungestoerte Ausbildung der zellularen Muster behindert. Hier werden Experimente vorgestellt, die im Rahmen eines Spaceshuttle-Fluges unter reduzierter Schwerkraft, d.h. unter diffusiven Randbedingungen, durchgefuehrt wurden. Verwendet wurde das transparente Modellsystem Bernsteinsaeuredinitril- Azeton, das eine direkte Beobachtung der sich zeitlich entwickelnden Phasengrenzflaechenstrukturen erlaubt. Die detaillierte bildanalytische Auswertung zeigt ein flaechendeckendes zellulares Muster mit hoher Ordnung, wie sie in Bodenexperimenten nicht erreicht wird. Es findet keine Selektion einer einzigen Zellgroesse statt, vielmehr existiert eine Verteilung von Zellgroessen, die stabil wachsen. Diese experimentelle Datenbasis dient zur theoretischen Beschreibung des zellularen Erstarrungsvorganges. Die Interpretation im Rahmen einer linearen Stabilitaetsanalyse mit nur schwach ueberkritischen Parametern fuehrt zu einer sehr guten Uebereinstimmung.