Strukturbildung unter Berücksichtigung der Hydrodynamik bei der Erstarrung von Nd-Fe-B-Schmelzen; Teilprojekt: Strömungskontrolle über Magnetfelder


Strukturbildung unter Berücksichtigung der Hydrodynamik bei der Erstarrung von Nd-Fe-B-Schmelzen; Teilprojekt: Strömungskontrolle über Magnetfelder

Gerbeth, G.

Gesamtziel des Vorhabens ist es, den Einfluß der Strömungen in der Schmelze auf die Phasengrenze flüssig-fest im Erstarrungsprozeß zu untersuchen und darüber hinaus eine gezielte Beeinflussung der Konvektion durch geeignete, für den jeweiligen Zweck maßgeschneiderte Magnetfelder vorzunehmen. Die Vielfalt der alternierenden (Strömungsantrieb) und statischen (Strömungsunterdrückung) Magnetfelder erlaubt eine Beeinflussung metallischer Schmelzen in sehr weiten Bereichen.
Umfangreiche Erfahrungen liegen z. B. für die Wirkung rotierender Magnetfelder auf die Strömung vor. Der sich daraus ergebende Einfluß auf das resultierende Erstarrungsgefüge bei reinen Metallen oder binären Legierungen ist teilweise aus der Literatur bzw. eigenen Arbeiten bekannt. Langjährige Vorarbeiten für die Schmelzkontrolle bei Halbleiter-Kristallzüchtungsprozessen bis hin zur industriellen Nutzung derart optimierter Magnetsysteme liegen ebenfalls vor.
Im Projekt sollen systematische Untersuchungen zur Beeinflussung der Erstarrung von Nd-Fe-B-Schmelzen über die Kontrolle der Schmelzströmungen durchgeführt werden. Dazu werden die am IFW Dresden vorhandenen Techniken der Floating-Zone-Züchtung und der elektromagnetischen Levitation eingesetzt. Am Beispiel der Floating-Zone-Züchtung wird demonstriert, wie auf der Basis einer theoretisch-numerischen Analyse der prozeßbedingt im System vorhanden Strömungsarten (Marangoni, HF-Heizung, Auftrieb) eine optimierte und flexible Strömungskontrolle über ein zusätzliches Magnetsystem möglich ist.
Für die elektromagnetische Levitation werden Ergebnisse zur Strömung im Tropfen präsentiert, die sowohl für das Verständnis der Erstarrungsvorgänge als auch die Ermittlung thermophysikalischer Parameter aus derart prozessierten Proben wichtig sind.

  • Lecture (Conference)
    Kick-Off-Meeting-Meeting zum DFG-Schwerpunktprogramm 1120: Phasenumwandlungen in mehrkomponentigen Schmelzen 30./31.10.2000, Bonn

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-3570
Publ.-Id: 3570