Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

5 Ergebnisse und Diskussion 95
Außerdem lässt sich die Aktivierungsenergie der Atomwanderung über die Grenzfläche
analog zu Sourmail et al. (2003) als die Aktivierungsenergie von Rhenium festlegen
[Sou03], und mit Hilfe der Gitterparameter der TCP-Phasen und der Matrix kann die Ver-
spannung der Keime gemäß Anhang B abgeschätzt werden.
Thermodynamik des mehrstufigen Ausscheidungsprozesses
Die Ausscheidung der TCP-Phasen erfolgt in der Legierung TMS-121 wie in vielen ande-
ren Legierungen über die σ-Phase als metastabile Zwischenstufe. Dies ist durch die sehr
geringe Grenzflächenenergie der σ-Phase und die hohe Grenzflächenenergie der µ- bzw.
P-Phase in der Matrix begründet.
a)
Aktivierungse. ΔG * / eV
10 2
10 1
10 0
10 -1
10 -2
μ direkt
μ indirekt
800 850 900 950 1000 1050
Temperatur T / °C
σ
b)
Aktivierungse. ΔG * / eV
10 2
10 1
10 0
10 -1
10 -2
P direkt
P indirekt
800 850 900 950 1000 1050
Temperatur T / °C
Abbildung 5.31: Aktivierungsenergie bei der Ausscheidung der TCP-Phasen in der Legierung
TMS-121. (a) Ausscheidung der µ-Phase, (b) Ausscheidung der P-Phase. Die indirekte
Keimbildung über die σ-Phase hat eine wesentlich geringere Aktivierungsenergie.
a)
Enthalpie ΔG 0 / Jmol -1
0
-50
-100
-150
1. Stufe
2. Stufe
σ
-200
800 900 1000 1100
Temperatur T / °C
μ
0
-50
-100
-150
1. Stufe
2. Stufe
σ
-200
800 900 1000 1100
Temperatur T / °C
Abbildung 5.32: (a,b) Stufenweiser Enthalpiegewinn durch die Ausscheidungssequenz γ ->
σ -> µ/P der TCP-Phasen in der Legierung TMS-121 bei vollständiger Umwandlung. Diese
Größe entspricht der globalen Triebkraft zur Ausscheidung (siehe Kapitel 4.3). Die σ-
Phase hat eine deutlich geringere Enthalpie als die µ- bzw. P-Phase und kann daher als
Zwischenstufe in einer Ausscheidungssequenz existieren (CALPHAD-Methode).
b)
Enthalpie ΔG 0 / Jmol -1
P
σ