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M: Metallphysik

M 16: Diffusion und Punktdefekte I

M 16.5: Fachvortrag

Mittwoch, 13. März 2002, 16:30–16:45, H6

Fe-Selbstdiffusion in nanokristallinen γ-FeNi — •Frank Hisker¹, Sergiy Divinski¹, Yun-Sung Kang², Jai-Sung Lee² und Christian Herzig¹ — ¹Institut für Materialphysik, Universität Münster, Wilhelm-Klemm-Str. 10, D-48149 Münster, Deutschland — ²Departement of Metallurgy and Materials Science, Hanyang University, Ansan, 425-791, Korea

⁵⁹Fe Radiotracerdiffusion wurde in gut kompaktiertem nanokristallinen (d∼80 - 100 nm) γ−FeNi Material (ca. 40 Gew.-% Ni) im Temperaturbereich von 636 bis 1013 K gemessen. Hierbei wurden unterschiedliche kinetische Stadien überdeckt mit zum Teil gleichzeitigen Beiträgen von Volumendiffusion, Korngrenzendiffusion in Nano-Korngrenzen und Diffusion entlang Agglomeratgrenzen. Zur Interpretation der teilweise mehrstufigen Diffusionsprofile wurden Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Die Beschreibung des Diffusionsverhaltens in dem vorliegenden nanokristallinen Material führte zu einer Modifizierung des bekannten Harrison-Modells. Die Modellrechnungen zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Experimenten in allen Diffusionsstadien.
Die Fe-Diffusion in den Nano-Korngrenzen des γ-FeNi ist praktisch identisch mit den entsprechenden Werten in grob-polykristallinem γ-Fe. Die Diffusion entlang der Agglomeratgrenzen ist demgegenüber um 2 Dekaden schneller. Die zugehörige Aktivierungsenthalpie ist deutlich kleiner als die der Korngrenzendiffusion und nähert sich den Werten für die Oberflächendiffusion von Fe in Fe.