Druckabhängigkeit der Invar-typischen Instabilitäten von Fe3C (Zementit) Partikeln

Dateibereich 15515

4,10 MB in einer Datei, zuletzt geändert am 27.10.2006

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
Duman_Diss.pdf27.10.2006 09:39:274,10 MB
Fe3C ist eine intermetallische Verbindung, die fast die gleiche Temperaturabhäangigkeit der Ausdehnungskoeffizient wie der von Fe65Ni35 Invar-Legierungen hat, wobei unterhalb einem kritischen Volumen eine HM-LM-Übergang auftreten soll. Diese starke Änderung des magnetischen Moments in Abhängigkeit vom Volumen wird als Moment-Volumen-Instabilität (MVI) bezeichnet. Die Frage nach der Existenz von einer MVI in Fe3C und damit verknüpfte Gitter und magnetische Eigenschaften von Fe3C steht im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit. Mit Hilfe von energiedispersiven Röntgenbeugung unter hohen Druck wurde die druckabhängigkeit der Gitterkonstanten der Fe3C-Partikeln unterhalb und oberhalb seiner Curie-Temperatur (bei Zimmertemperatur bzw. T = 550 K) untersucht, um eine mögliche für Invar-Legierungen typische weichwerden des Gitters zu untersuchen. Durch Anpassung der Birch-Murnaghan-Zustandsgleichung an die experimentellen Ergebnisse haben wir das Kompressionsmodul der Fe3C-Partikeln für beide Temperaturen berechnet. Es wurden gefunden, dass der isothermischer Kompressionsmodul bei 300 K ungefähr 14 % kleiner als bei 550 K ist. Dieser Unterschied ist vergleichbar mit dem in einem ähnlichen Temperaturbereich experimentell gefundenen Unterschied des Kompressionsmoduls in der Fe66Ni34-Invar-Legierung. Ob eine Invar typische magnetische Instabilität in Fe3C tatsächlich vorhanden ist, haben wir die magnetische Instabilität von Fe3C-Partikel mit der XMCD-Methode unter hohen Druck bis zu 20 GPa untersucht. Das XMCD-Signal nimmt mit zunehmendem Druck bis zu 8 GPa leicht ab. Im MVI-Modell bedeutet das, dass das System im HM-Zustand bis zu einen kritische Druck von 8 GPa verbleibt. Im Bereich um 10 GPa wird eine abrupte Abnahme des Signals beobachtet. Ab 15 GPa bleibt das XMCD-Signal dann relativ wieder nahezu konstant. Das entspricht für den LM-Zustand. Wir haben also einen deutlichen HM-LM-Übergang ohne hysteretisches Verhalten für die integrierte Fläche unter den Spektren für zu- und abnehmenden Druck beobachtet. Dieser magnetischen Übergang als HM-LM-Übergang zu quantiffizieren, haben wir die AC-Suszeptibilität der Fe3C-Partikel unter Druck gemessen, um die Druckabhängigkeit der Curie-Temperature von Fe3C-Partikel zu bestimmen. Aus diesen Messungen haben wir eine änderung von TC mit dem Druck dTC/dp =-11 K/GPa bestimmt. Wir können daher eindeutig sagen, dass der in den druckabhängigen XCMD-Untersuchungen bei 10 GPa beobachtete Übergang als HM-LM-Übergang quantiffiziert werden kann. Somit kann die Frage, ob Fe3C ein Invar Legierung ist und MVI aufweist, eindeutig mit ja beantwortet werden.
Lesezeichen:
Permalink | Teilen/Speichern
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Physik » Experimentalphysik
Physics and Astronomy Classification Scheme:
60. Condensed matter: structure, mechanical and thermal properties
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beitragende:
Prof. em. Dr. Wassermann, Eberhard F. [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr. Horn-von Hoegen, Michael [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
13.06.2006
Dokument erstellt am:
27.10.2006
Promotionsantrag am:
06.02.2006
Dateien geändert am:
27.10.2006
Medientyp:
Text