Gerichtet Erstarrte Eutektische Werkstoffe: Herstellung, Eigenschaften Und Anwendungen Von In-Situ-Verbundwerkstoffen

ISBN-13: 9783642659942 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 346 str.

W. Kurz; P. R. Sahm

Opis

Eutektische Werkstoffe existieren bereits seit langer Zeit in Form von GuSeisen und anderen isotropen Gull.werkstoffen. Zunachst unbemerkt hat sich in den letzten ftinfzehn Jahren ein neues Gebiet entwickelt, das gegenwartig liberall in der Welt aufgegriffen wird: die gerichtete eutektische Erstarrung. Erste Produkte dieser neuen Technik haben bereits den Markt erreicht. Hierbei neu gewonnene Erkenntnisse haben sich mit Erfolg auch auf die herkommliche GieSereitechnik libertragen lassen. Diesem Hintergrund entsprechend wollen die Autoren eine erste Bilanz ziehen. Das vorliegende Buch soli eine handbuchartige Zusammenfassung des derzeitigen Wissensstandes fUr Forschung und Entwicklung geben mit Betonung der Anwendungsmoglichkei ten dieser neuen Werkstoffe; eine Hilfe sein, urn besonders wichtige, aber noch wenig bekannte Gebie te herauszukristallisieren und Richtungen fUr die weitere Forschung und Ent wicklung zu setzen; ein Lehrbuch fUr Studierende der Werkstoffwissenschaften und fUr andere Interessenten wie z.B. GieJl, ereiingenieure sein, die sich in das Gebiet der Er starrung sowie der Eigenschaften von In-situ-Verbundwerkstoffen einarbeiten wollen. Urn diesen Zielen gerecht zu werden, wurde fUr die Beschreibung der theoretischen.Zusammenhange durchwegs eine qualitative Darstellung gewahIt, und es wurden vor allem solche Formulierungen gesucht, die durch dimensionale Argumente und physikalische Beweisftihrung das Wesentliche der Probleme zeigen, ohne jedoch den gegenwartigen Stand der Theorien zu vernachIassigen. Weiterhin wurde Wert darauf gelegt, die praktische Anwend barkeit der theoretischen Kenntnisse aufzuzeigen. Das gesamte Gebiet ent wickelt sich jedoch derart rasch, dall. kein endgiiltiger AbschIull. geliefert wer den kann."

Spis treści

1. Übersicht.- 1.1. Gerichtet erstarrte Eutektika als Verbundwerkstoffe.- 1.2. Geschichtliches.- 1.3. Literatur.- 2. Phasendiagramme.- 2.1. Eutektische Gleichgewichte.- 2.1.1. Eutektika und verwandte Reaktionen.- 2.1.2. Thermodynamik der Legierungen.- 2.2. Bestimmung komplexer Phasendiagramme.- 2.2.1. Abschätzung eutektischer Punkte.- 2.2.2. Statistische Methoden.- 2.2.3. Genaue Ermittlung von Mehrstoffsystemen.- 2.3. Literatur.- 3. Grenzflächen.- 3.1. Die Rolle der Grenzflächen in Eutektika.- 3.2. Übersicht über Grenzflächenmodelle.- 3.2.1. Thermodynamik der Grenzflächen.- 3.2.2. Wichtige Beiträge zur Grenzflächenenergie.- 3.3. Struktur der Fest-flüssig-Phasengrenze.- 3.4. ?-?-Grenzflächen in Eutektika.- 3.5. Literatur.- 4. Keimbildung.- 4.1. Homogene Keimbildung der eutektischen Phasen.- 4.2. Heterogene Keimbildung der eutektischen Phasen.- 4.3. Keimbildungslose Erstarrung eutektischer Legierungen.- 4.4. Literatur.- 5. Wachstum.- 5.1. Grundlagen des eutektischen Wachstums.- 5.1.1. Atomare Vorgänge an der Fest-flüssig-Phasengrenze.- 5.1.2. Diffusionsbestimmtes Wachstum.- 5.2. Eutektische Gefüge und deren Beeinflussung.- 5.2.1. Morphologie der Phasen.- 5.2.2. Kopplungsgrad des eutektischen Wachstums.- 5.2.3. Konstitutionelle Unterkühlung.- 5.2.4. Allgemeines Stabilitätsproblem.- 5.2.5. Perfektion des Gefüges.- 5.3. Wachstum nah- und nichteutektischer Komposite.- 5.3.1. Isotherme Reaktionen.- 5.3.2. Teilisotherme Reaktionen.- 5.3.3. Nichtisotherme Reaktionen.- 5.3.4. Andere Reaktionen.- 5.4. Literatur.- 6. Gefügestabilität bei hoher Temperatur.- 6.1. Gefügemodifikation durch Löslichkeitsänderung.- 6.2. Grenzflächenbedingte Reifungsprozesse.- 6.3. Literatur.- 7. Verfahren der gerichteten Erstarrung.- 7.1 Verfahrensgrundlagen.- 7.1.1. Tiegelwerkstoff und -form.- 7.1.2. Wärmeflußrichtung.- 7.1.3. Erstarrungsgeschwindigkeit — Temperaturgradient.- 7.1.4. Konvektion in der Schmelze.- 7.2. Methoden der gerichteten Erstarrung.- 7.2.1. Normale gerichtete Erstarrung (Bridgman- Stockbarger).- 7.2.2. Zonenschmelzen.- 7.2.3. Czochralski-Verfahren.- 7.2.4. Kontinuierliche und halbkontinuierliche Verfahren.- 7.2.5. Präzisionsguß.- 7.2.6. Lokale gerichtete Erstarrung.- 7.2.7. Filmwachstum.- 7.2.8. Gerichtete Festkörperumwandlung.- 7.3. Literatur.- 8. Eigenschaften und Anwendungen.- 8.1. Hochtemperaturwerkstoffe.- 8.1.1. Festigkeit.- 8.1.2. Brucharbeit.- 8.1.3. Wechselfestigkeit.- 8.1.4. Dämpfungsverhalten.- 8.1.5. Zeitstandfestigkeit.- 8.1.6. Superplastizität.- 8.1.7. Chemische Oberflächenstabilität.- 8.2. Werkstoffe für die Elektrotechnik.- 8.2.1. Halbleiter.- 8.2.2. Normalleiter.- 8.2.3. Supraleiter.- 8.2.4. Elektronenemission.- 8.3. Magnetwerkstoffe.- 8.3.1. Permanentmagnete.- 8.3.2. Weichmagnete.- 8.4. Optische Werkstoffe.- 8.5. Synergetische Eigenschaften und Anwendungen.- 8.5.1. Thermoelektrische Effekte.- 8.5.2. Galvanomagnetische Effekte.- 8.5.3. Thermomagnetische Effekte.- 8.5.4. Weitere Beispiele synergetischer Effekte.- 8.6. Andere potentielle Anwendungen.- 8.7. Literatur.- 9. Ausblick.- Zusammenstellung gerichtet erstarrter Eutektika.- Binäre metallische Eutektika.- Pseudobinäre Eutektika.- Monovariante Eutektika.- Ternäre metallische Eutektika.- Quaternäre Eutektika.- Binäre, quasibinäre und ternäre Salzeutektika.- Keramik — Metall — Eutektika.- Keramik — Keramik — Eutektika.- Organische Eutektika.- Häufig verwendete Größen.