Experimentelle Untersuchungen zur Selbstorganisation und -stabilisierung des dendritischen Kristallwachstums aus unterkühlten Schmelzen
Experimentelle Untersuchungen zur Selbstorganisation und -stabilisierung des dendritischen Kristallwachstums aus unterkühlten Schmelzen
Dendritisches Kristallwachstum erfolgt selbstorganisierend und selbststabilisierend, d. h. unabhängig von der Ausgangssituation stellt sich bei gleicher Unterkühlung $\Delta$T der Schmelze stets die gleiche mittlere Morphologie mit Spitzenradius R und Seitenastabstand $\lambda$ ein, wobei dann die i...
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Personal Name(s): | Lappe, U. (Corresponding author) |
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Contributing Institute: |
Publikationen vor 2000; PRE-2000; Retrocat |
Imprint: |
Jülich
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
1990
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Physical Description: |
XX, 126 p. |
Document Type: |
Report Book |
Research Program: |
Addenda |
Series Title: |
Berichte des Forschungszentrums Jülich
2341 |
Link: |
OpenAccess OpenAccess |
Publikationsportal JuSER |
Dendritisches Kristallwachstum erfolgt selbstorganisierend und selbststabilisierend, d. h. unabhängig von der Ausgangssituation stellt sich bei gleicher Unterkühlung $\Delta$T der Schmelze stets die gleiche mittlere Morphologie mit Spitzenradius R und Seitenastabstand $\lambda$ ein, wobei dann die identische Fortführung dieses Musters - verbunden mit der Wachstumsgeschwindigkeit v - selbsttätig stationär aufrechterhalten bleibt. Dies ist seit langem Gegenstand der intensiven Entwicklung theoretischer Modellvorstellungen, ohne daß es bislang zu einer abgeschlossenen, das reale Wachstum ausreichend beschreibenden Theorie gekommen wäre. Nichtzuletzt wegen des Fehlens hinreichend differenzierter experimenteller Daten. Ein Grund hierfür ist, daß sich dendritisches Wachstum wegen seiner hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten und feinen Strukturen im theoretisch aussagekräftigeren Bereich der Reinstsubstanzen und hohen Unterkühlungen bislang der direkten Beobachtung entzog. Ein weiterer Grund ist, daß der Prozeß der Mustereinstellung aus Nichtgleichgewichtslagen bislang experimentell überhaupt nicht untersucht wurde, obwohl gerade aus diesem Vorgang mit dem höheren Organisationsaufwand wichtige Hinweise auf die Mechanismen der Musteraufrechterhaltung zu erwarten sind; Vergleichbares gilt für die Reaktion auf Gleichgewichtsauslenkungen. Wir haben daher neue Methoden entwickelt und angewandt, um in die genannten Bereiche vorzustoßen und sind dabei zu überraschenden Ergebnissen gelangt. Dies darzulegen, erfordert einen kurzen Oberblick über den bisherigenexperimentellen und theoretischen Stand. Theoretisch sollten Selbstorganisation, ausgehend von freien Randbedingungen und übergehend zur Selbststabilisierung, einheitlich betrachtet werden. Ersteres wurde als zu schwierig ausgeklammert, statt dessen geht man in den ersten beiden der drei entstandenen Gruppen vonTheorien aus von einem als bereits gegeben angenommenen Satz halbunendlicher Modellkristalle parabolischer Spitze mit unterschiedlichen Spitzenradien R - den sog . Ivantsov'schen Nadelkristallen - und betrachtet für jeden Nadelkristall die Einstellung und Stabilität des genannten (R,v)($\Delta$T)-Wertepaares, des sog. Arbeitspunktes. Weiter basieren beide auf der gleichen Annahme isotroper Grenzflächenenergie und rauher Grenzflächen mit isotroper Anlagerungskinetik; sie unterscheiden sich jedoch grundlegend im Werteeinstellungs- und Stabilisierungsmechanismus sowie in der Genauigkeit ihrer (R,v)-Aussagen. [...] |