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Untersuchungen zur Korngrenzensegregation in nanokristallinen Al-Cu- und Co-P-Legierungen mittels 3d-Atomsondentomographie

dc.contributor.advisorKirchheim, Reiner Prof. Dr.de
dc.contributor.authorChoi, Pyuck-Pade
dc.date.accessioned2003-11-28T15:33:28Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T13:31:06Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:57Zde
dc.date.issued2003-11-28de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B561-Fde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2651
dc.description.abstractGegenstand dieser Arbeit ist die Charakterisierung nanokristalliner Al-Cu- und Co-P-Legierungen mit Hilfe der tomographischen Atomsonde (TAP) und weiterer Charakterisierungsmethoden. Von besonderem Interesse ist dabei die Verteilung der gelösten Komponenten, Cu und P, auf Subnanometer-Skala. Auf diese werden die technisch interessanten, makroskopischen Eigenschaften von Al-Cu und Co-P zurückgeführt. Nanokristalline Al-Cu-Schichten wurden durch Ar-Ionen-Sputtern mit einer starken Cu-Übersättigung auf Wolfram-Substratspitzen deponiert. Dabei wurde in den Schichten ein Gefüge aus kolumnar gewachsenen Körnern gefunden. Nach thermischer Behandlung wurde innerhalb der Al-Matrix eine Abnahme der Cu-Konzentration durch eine Korngrenzensegregation von Cu-Atomen nachgewiesen. Aufgrund der kolumnar gewachsenen Körner war jedoch die Detektion einer ausreichend hohen Anzahl von Korngrenzen nicht möglich. Als weiteres System wurde eine durch elektrolytische Abscheidung hergestellte Co-1,2 at.% P-Legierung untersucht. Dabei wurde bereits im Abscheidezustand eine P-Segregation in den Korngrenzen gemessen. Das nanokristalline Gefüge bleibt bis zu einer Temperatur von 400°C thermisch stabil, wobei sich in den Korngrenzen eine Sättigungssegregation von P-Atomen einstellt. Nach Auslagerung bei 480°C werden in den Korngrenzen P-Ausscheidungen detektiert und eine Abnahme des P-Exzesses gemessen. Damit verbunden ist eine merkliche Kornvergröberung, die ebenfalls bei dieser Temperatur beobachtet wird. Die thermische Stabilität der untersuchten Co-P-Legierung steht somit im direkten Zusammenhang mit der Sättigungssegregation von P. Anhand der experimentellen Daten lässt sich die Stabilisierung des nanokristallinen Gefüges auf eine starke Absenkung der Korngrenzenenergie und nicht auf den Solute-Drag-Effekt zurückführen.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleUntersuchungen zur Korngrenzensegregation in nanokristallinen Al-Cu- und Co-P-Legierungen mittels 3d-Atomsondentomographiede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInvestigations of grain boundary segregation in nanocrystalline Al-Cu- and Co-P alloys by means of 3d-atom probe tomographyde
dc.contributor.refereeFelsch, Wolfgang Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-10-30de
dc.subject.dnb530 Physikde
dc.description.abstractengThe objective of this work is the characterization of nanocrystalline Al-Cu and Co-P alloys by means of the tomographic atom probe (TAP) and other characterizing techniques. It is of particular interest to determine the subnanoscale distribution of the solute components, Cu and P, as beneficial macroscopic properties of Al-Cu and Co-P alloys are attributed to the solute distribution. Nanocrystalline Al-Cu layers with a high supersaturation in Cu were deposited on tungsten tips by Ar-Ion sputtering. A microstructure consisiting of columnar grains was resolved within the layers. Annealing results in a decrease of the Cu concentration within the Al matrix by segregation of Cu atoms into the grain boundaries. However, it was difficult to detect a sufficient number of grain boundaries due to the columnar growth of grains. Furthermore, a Co-1.2 at.% P alloy prepared by electrolytical deposition was investigated. P is found to be already segregated in the grain boundaries in the as plated state. The nanocrystalline structure is thermally stable up to temperatures as high as 400°C with the grain boundaries saturated with segregated P atoms. Further annealing at 480°C results in the formation of P precipitates in the grain boundaries, which decreases P contents in grain boundaries. Substantial grain growth is observed at the same temperature. Thus, the thermal stability of the investigated Co-P alloy is directly related to the saturation segregation of P. Based on the experimental data the stabilization of the nanocrystalline structure can be explained by a strong decrease in the grain boundary energy and not by the solute drag effect.de
dc.contributor.coRefereeHofsäss, Hans Christian Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeJooß, Christian PD Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerNanokristallinde
dc.subject.gerSegregationde
dc.subject.gertomographische Atomsondede
dc.subject.gerAluminium Legierungende
dc.subject.gerCobalt Legierungende
dc.subject.engNanocrystallinede
dc.subject.engsegregationde
dc.subject.engtomographic atom probede
dc.subject.engAluminum alloysde
dc.subject.engCobalt alloysde
dc.subject.bk33.60 33.68de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-405-5de
dc.identifier.purlwebdoc-405de
dc.affiliation.instituteFakultät für Physikde
dc.subject.gokfullRVde
dc.identifier.ppn382990366de


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