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M: Metallphysik

M 3: Symposium Unterkühlte Metallschmelzen III

M 3.1: Fachvortrag

Montag, 26. März 2001, 15:15–15:30, S8

Inverses Schmelzen metastabiler Mischkristallphasen — •Rüdiger Bormann und Carsten Michaelsen — Institut für Werkstoffforschung, GKSS Forschungszentrum Geesthacht

I. Pommeranchuk postulierte 1950, daß beim Abkühlen unter 0.3 K festes 3He einen thermodynamischen Übergang in den flüssigen Zustand zeigt. Eine offene Frage war es bis vor kurzem, ob dieses Phänomen, das als inverses Schmelzen bezeichnet wird, auch bei höheren Temperaturen und in mehrkomponentigen Systemen auftreten kann. Dieses für Legierungsschmelzen neuartige und der physikalischen Intuition widersprechende Phänomen wurde erstmalig im System Ti-Cr und anschließend insbesondere in Nb-Cr-, Ta-Cr-, Zr-Mo- und Fe-W-Legierungen nachgewiesen und mit röntgenographischen, kalorimetrischen, TEM- und Neutronenstreu-Methoden detailliert untersucht. Ziel des Projektes war es, das inverse Schmelzen thermodynamisch und kinetisch zu charakterisieren und das Auftreten dieses Phänomens anhand der atomistischen Parameter der Komponenten zu interpretieren. Dies führte zu einem tieferen Verständnis der strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften stark unterkühlter Schmelzen und belegt eindrucksvoll, daß die Einstellung einer chemischen Nahordnung die unterkühlte Schmelze bei tiefen Temperaturen gegenüber Mischkristallphasen energetisch stabilisiert und das inverse Schmelzen auch in komplexen Legierungssystemen zu beobachten ist.