Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Metallphysik Mittwoch
erstaunlicher, da Pd eine im Vergleich zu Al noch höhere Stapelfehler
besitzt. Zu diesem Zweck wurde nanokristallines Pd mit einer durchschnittlichen
Korngröße von ungefähr 15 nm mittels Edelgaskondensation
hergestellt. Die Verformung der Probe erfolgte durch Kalt-Walzen
bei einer Dehnrate von 0.3 s −1 bis zu einer wahren Dehnung von 0.32.
Die Ergebnisse werden mit molekulardynamischen Simulationen aus der
neueren Literatur verglichen.
M 20.5 Mi 15:45 H4
Abgleitung über Korngrenzen als Verformungsmechanismus in
nanokristallinem Palladium — •J. Markmann 1,2 , H. Rösner 1 ,
K.W. Liu 3 , R. Birringer 2 , H. Gleiter 1 und J. Weissmüller 1,2
— 1 Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Nanotechnologie, 76021
Karlsruhe — 2 Universität des Saarlandes, FR 7.3 Technische Physik,
66041 Saarbrücken — 3 Universität des Saarlandes, FR 8.15 Werkstoffwissenschaften
und Fertigungstechnik, 66041 Saarbrücken
Verformung von kristallinen Metallen über die Bewegung und Ver-
M 21 Nanoskalige Materialien II
vielfältigung von Versetzungen werden mit kleiner werdender Korngröße
unterdrückt, was zu einer deutlichen Erhöhung ihrer Festigkeit führt.
Jedoch zeigen Verformungsexperimente an vielen nanokristallinen (nk)
Materialien, daß diese als Hall-Petch Relation bekannte Beziehung bei
nk Metallen außer Kraft treten kann. In dieser Studie wurde nk edelgaskondensiertes
Palladium (Pd) sukzessive mit einer Verformungsrate
von ca. 0.1 s −1 gewalzt. Die Auswertung der Röntgenweitwinkelstreuung
an nk Pd Proben zeigte einen anfänglichen Anstieg in der Stapelfehlerdichte,
der bei weiterer Verformung in eine Sättigung lief, was auf Versetzungsaktivitäten
schließen läßt. Polfiguren, welche bei einer angelassenen,
grobkristallinen Referenzprobe typische Walztexturen aufdeckten,
deuteten auf keinerlei Orientierungsausrichtung der Kristallite in den nk
Proben. Auch zeigten TEM Aufnahmen dieser Proben nach dem Walzen
keine sichtbaren Verformungen der Körner. Weiterhin wurden Korngrenzen
gefunden, die entlang von geraden Linien angeordnet waren. Dies
deutet auf mesoskopische Scherbänder und damit auf Korngrenzengleiten
als dominanten Verformungsmechanismus.
Zeit: Mittwoch 16:30–17:30 Raum: H4
M 21.1 Mi 16:30 H4
Herstellung und magnetische Eigenschaften formanisotroper
Eisen-Nanopartikel — •Christian Lang, Andreas Tschöpe und
Rainer Birringer — Universität des Saarlandes
Mithilfe der Edelgaskondensation im erzwungenen Gasfluss wurden nanorods
aus Eisen synthetisiert. In situ Coating mit Ölsäure ermöglicht
es, die nanorods in einem organischen Lösungsmittel zu einem stabilen
Ferrofluid zu dispergieren. Wir diskutieren erste Experimente zu den
magnetischen und magnetoviskosen Eigenschaften dieser Systeme. Insbesondere
wird der Einfluss der Formanisotropie auf die magnetfeld- und
scherratenabhängige Viskosität der nanorod-Ferrofluide untersucht und
diesbezügliche Modelle diskutiert bzw. mit experimentellen Befunden an
konventionellen Ferrofluiden verglichen.
M 21.2 Mi 16:45 H4
Bestimmung von Kristallitgrößen und Mikrostrukturparametern
in ultrafeinkörnigen Werkstoffen mit Röntgenverfahren —
•Markus Dinkel, Florian Pyczak und Mathias Göken — Werkstoffwissenschaften
1, Universität Erlangen-Nürnberg, Martensstr. 5,
91058 Erlangen
Ultrafeinkörnige metallische Werkstoffe können mit SPD-Verfahren
(severe plastic deformation) mit Korngrößen zwischen 300 und 600 nm
hergestellt werden. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, sind sie Kandidaten
für eine Reihe von Anwendungen, z.B. in der Medizintechnik.
Röntgenbeugungsverfahren werden schon lange zur Bestimmung der
Korngröße verwendet. In ultrafeinkörnigen Materialien ergeben sich allerdings
Schwierigkeiten, da die beim Herstellungsprozess eingebrachten
massiven Verformungen die Röntgenprofile verbreitern. Gelingt es diese
Verbreiterung von der Verbreiterung des Röntgenprofils aufgrund der
Korngröße zu trennen, können, neben der Korngröße, auch Versetzungsdichten
und andere mikrostrukturellen Parametern bestimmt werden.
Anhand der Ergebnisse von Messungen an unterschiedlichen ultrafeinkörnigen
Materialien, werden die Möglichkeiten und Grenzen der Methode
gezeigt und mit anderen Untersuchungsverfahren, wie beispielsweise
der Transmissionselektronenmikroskopie, verglichen.
M 21.3 Mi 17:00 H4
Grenzflächenspannung in nanokristallinem Ag/Ni Komposit —
•Patrik Zimmer und Rainer Birringer — FR 7.3 Technische Physik,
Universität des Saarlandes, Geb. 43B, D-66123 Saarbrücken
In nanokristallinen Materialien mit einer hohen Anzahl innerer Grenzflächen
generieren Grenzflächenspannungen positiven oder negativen
Druck in den angrenzenden kristallinen Bereichen. In Ag/Ni Multilagen
wird eine Dehnung des Nickelgitters gefunden und somit eine negative
Flächenspannung der Ag/Ni Phasengrenze impliziert. Da die mittlere
isotrope Flächenspannung unabhängig von der Grenzflächenkrümmung
ist, wird diese an partikulären Ag/Ni Nanokompositen mit Hilfe der
Röntgenbeugung studiert. Die Nanokomposite bieten den Vorteil, dass
durch Ostwald Reifung der Ni-Nanokristalle in der Ag-Matrix die damit
einhergehende Änderung des Ni-Gitterparameters eine belastbare Bestimmung
der Flächenspannung ermöglicht und somit auch den Vergleich
mit Vorhersagen aus der Elastizitätstheorie und Computersimulationen
erlaubt.
M 21.4 Mi 17:15 H4
Grenzflächen- und Linienspannungen in nanokristallinem Gadolinium
— •D. Michels 1 , C. E. Krill III 1 , M. Brunelli 2 und R.
Birringer 1 — 1 FR 7.3 Technische Physik, Universität des Saarlandes,
Geb. 43B, D-66123 Saarbrücken — 2 The European Synchrotron Radiation
Facility (ESRF), 38043 Grenoble Cedex 9, France
In einem polykristallinen Festkörper werden die durch innere Grenzflächen
induzierten Flächenspannungen 〈f〉 im mechanischen Gleichgewicht
durch Volumenspannungen in den Kristallen kompensiert. Die
damit verbundene Volumenänderung in den Kristalliten skaliert wie
〈f〉/〈L〉, wobei 〈L〉 die mittlere Kristallitgröße des Materials ist. D. h.
nanokristalline Materialien sind geradezu prädestiniert, den Einfluss der
Flächenspannungen quantitativ zu erfassen. Im Grenzfall kleiner 〈L〉-
Werte (ca. 4 nm) wird neben den Flächenspannungen auch der Einfluss
von Linienspannungen, die von Tripellinien herrühren, signifikant. Die
quantitative Ermittlung der unterschiedlichen Spannungen wird anhand
eines Diffraktionsexperiments (ESRF, Grenoble, ID 31: High Resolution
Powder Diffraction Beamline) an nanokristallinem Gadolinium erörtert.