Mathematische Modellierung der Ausscheidung ... - OPUS-Datenbank

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5.6 Einfluss von Ruthenium auf die TCP-Phasenausscheidung
Ruthenium kann bei der TCP-Phasenausscheidung die Keimbildung durch eine Reduzie-
rung der Triebkraft durch Veränderung des γ’-Anteils, „reverse partitioning“ und eine Ver-
änderung der Grenzflächenenergie der Ausscheidung beeinflussen. Außerdem könnte die
Wachstumsgeschwindigkeit durch eine Beeinflussung der Diffusionskoeffizienten in der
Matrix verändert werden. Im folgenden Kapitel werden diese Einflüsse näher untersucht.
5.6.1 Keimbildung
Triebkraft
Die Triebkraft zur Ausscheidung wird durch die Konzentration der TCP-Phasenbildner,
insbesondere von Re in der Matrix, bestimmt. Zum einen wirkt sich der γ’-Anteil auf die Re-
Konzentration in der Matrix aus, da Re in der γ’-Phase kaum löslich ist. In der Legierung
SRR300D ist zum Beispiel der γ’-Anteil im Vergleich zur Ru-haltigen Legierung geringer
(siehe Abbildung 5.41), allerdings zeigen die thermodynamischen Berechnungen, dass
dies nicht durch Ru, sondern durch einen leicht veränderten Atomanteil von Al und Ta in
SRR300D + 3 Ru verursacht wird. Dies wird durch die Arbeit von Neumeier (2010) bestä-
tigt, welcher keinen signifikanten Einfluss von Ru auf den γ’-Anteil in Legierungen mit iden-
tischen Atomanteilen der restlichen Elemente fand [Neu10]. Zum anderen belegt das Kapitel
5.4, dass auch das „reverse partitioning“ je nach Legierung auftreten kann, was die Re-
Konzentration in der Matrix ebenfalls beeinflusst.
Phasenanteil V γ' / mol-%
100
75
50
25
3 % Ru
0 % Ru
0
800 900 1000 1100 1200 1300
Temperatur T / °C
Abbildung 5.41: Mittels CALPHAD-Methode berechneter γ'-Anteil in SRR300D (0 wt-% Ru)
und SRR300D + 3 Ru (3 wt-% Ru) aus [Hob08b] im Vergleich. Die Ru-haltige Legierung
hat nur aufgrund der Gesamtzusammensetzung einen reduzierten γ’-Anteil.
In Abbildung 5.42 wird der Einfluss eines veränderten γ’-Anteils sowie γ/γ’-
Verteilungsverhältnisses („reverse partitioning“) auf die Legierung SRR300D modelliert.