Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Metallphysik Montag
Fachsitzungen
– Haupt-, Kurzvorträge und Posterbeiträge –
M 1 Hauptvortrag Dirk Holland-Moritz
Zeit: Montag 09:30–10:00 Raum: H16
Hauptvortrag M 1.1 Mo 09:30 H16
Diffraction experiments on undercooled metallic melts — •Dirk
Holland-Moritz — DLR, Institut für Raumsimulation, D-51170 Köln
Following the pioneering work of Frank in 1952, an icosahedral shortrange
order should be energetically favoured in undercooled metallic
melts. Although this hypothesis is nearly 50 years old, direct experimental
information on the short-range order prevailing in undercooled metallic
liquids is only available for a short time. This work presents recent investigations
on the short-range order of stable and deeply undercooled liquids
of the pure elements Ni, Co, Zr and Fe and alloys forming polytetrahedral
phases (Al13(Fe, Co)4). The liquids were containerlessly processed
und undercooled by use of the electromagnetic levitation technique which
was combined with techniques of elastic neutron scattering and energy
M 2 Flüssige und amorphe Metalle I
dispersive diffraction of synchrotron radiation in order to determine the
structure factors of the liquids as a function of the temperature.
The measured structure factors are well described if an icosahedral
short-range order is assumed to prevail in the melt. This short-range order
is observed even at temperatures above the melting temperature and
gets more pronounced if the liquids are undercooled. In the case of the
Al-based alloy melts forming polytetrahedral phases, the investigations
are indicative of a pronounced chemical order such that the first coordination
shell around a transition metal atom consists preferentially of
Al-atoms.
This work was supported by DFG under contract Nos. Ho1942/1,
Ho1942/2 and Ho1941/4.
Zeit: Montag 10:15–11:15 Raum: H16
M 2.1 Mo 10:15 H16
Medium range order in molten intermetallic alloys: Dynamics
of the prepeak — •Sandro Jahn 1 and Jens-Boie Suck 2 — 1 PTCL,
Oxford University, South Parks Road, Oxford OX1 3QZ, UK — 2 Institut
of Physics, Materials Research and Liquids, TU Chemnitz, 09107 Chemnitz
In molten intermetallic alloys of the Zintl-type a structural feature is
observed in the static structure factor S(Q) at Q around 10 nm −1 . This so
called prepeak represents correlations on length scales beyond the nearest
neighbour atomic distance, which occur as a result of charge transfer
between the different species and the formation of ionic and partly covalent
bonds. Computer simulations show the persistence of polyanionic
networks in the liquid state. Here we present first dynamic measurements
around the prepeak region for three different alloy systems, Na-Sn, Rb-
Sb and K-Sb, using cold neutron quasielastic scattering. From the width
of the quasielastic line we can estimate the lifetime of the structures responsible
for the prepeak. The decay of the correlation function is slowed
down considerably in the prepeak region, but the actual decay time depends
strongly on the size of the ions.
M 2.2 Mo 10:30 H16
Aerodynamisch Levitieren und elektromagnetisch Heizen -
ein neues Anlagenkonzept für Strukturuntersuchungen an
unterkühlten Schmelzen — •Gerhard Mathiak und Ivan Egry
— Institut für Raumsimulation, DLR, Linder Höhe, 51170 Köln
Der kombinierte Einsatz von behälterfreien Techniken und hochenergetischer
Strahlung (Röntgenstrahlung, Neutronen) ermöglicht Strukturuntersuchungen
an korrosiven und unterkühlten Schmelzen. Im Rahmen
eines DFG/CNRS-Projektes wird hierzu in Zusammenarbeit mit D. Price
(CRHMT Orleans) eine neuartige Anlage entwickelt, die die aerodynamische
Levitation mittels einer konischen Düse mit elektromagnetischem
Heizen verbindet. Vorteile und Konzept dieser Anlage werden diskutiert.
Insbesondere wird ein Spulensystem vorgestellt, das die Probe isotrop
stabilisiert und das Probenvolumen gleichmäßig induktiv heizt. Erste
Röntgenbeugungs- und Absorptionsexperimente an binären metallischen
Schmelzen sind für 2004 am ESRF (Grenoble) geplant.
M 2.3 Mo 10:45 H16
Zur Struktur flüssiger Elemente — •Peter Häussler — TU
Chemnitz, Institut für Physik, D-09107 Chemnitz
Eines der großen ungelösten Probleme der Physik kondensierter Materie
stellt noch immer die Frage dar, wie sich aus der Unordnung heraus
beim Abkühlen langreichweitige Ordnung bildet. Im Allgemeinen nimmt
man an, dass die lokale Quantenchemie die Hauptrolle spielt und globale
Effekte eine vernachlässigbare oder keine Rolle spielen (die Packung
harter Kugeln bestimmt auch die Lage der Atome im mittleren Abstandsbereich).
In meinem Beitrag soll gezeigt werden, dass es globale Effekte
gibt und dass ihre Kenntnis es erlaubt Vorhersagen zur Struktur flüssiger
und amorpher Systeme zu machen. Das Modell wird vorgestellt und auf
alle bekannten flüssigen und amorphen Elemente vom Wassertoff (OZ=1)
bis zu Wismut (OZ=83) angewendet.
M 2.4 Mo 11:00 H16
Struktur amorphen Wismuts — •Peter Häussler und Michael
Lang — TU Chemnitz, Institut für Physik, D-09107 Chemnitz
Wismut ist das erste metallische Glas, das weltweit in den fünfziger
Jahren entdeckt wurde. Abhängig von der Dicke des Films kristallisiert
es bereits bei 9K < T < 15K. Die Amorphizität wurde damals mittels
Elektronenbeugung in Transmission gemessen, wobei die Verteilung der
gestreuten Elektronen jedoch nur durch die Schwärzung, die sie auf einer
Photoplatte erzeugen, qualitativ gemessen wurde.
Dies hat damals genügt, doch gibt es mittlerweile quantitative Methoden
und außerdem gibt es eine Weiterentwicklung der Vorstellung
darüber, was bei der Strukturbildung einer Phase in den frühen Stadien
geschieht. Wir wissen heute, dass Resonanzen zwischen der Gesamtheit
aller Valenzelektronen und der sich bildenden Struktur eine große Rolle
spielen. Außerdem konnte in der Vergangenheit festgestellt werden, dass
nur geringe Zusätze von Gold zu einer einfach kubischen Phase führen.
Unter diesen Gesichtspunkten haben wir die Struktur von Bi mittels Elektronenbeugung
quantitativ durch einen Halbleiterzähler aufgenommen
und auch die Paarverteilung im Realraum mittels Fouriertransformation
berechnet. Die Ergebnisse werden vorgestellt und im Zusammenhang mit
fundamentalen Szenarien der Strukturbildung diskutiert.