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Phasendiagramme

 

In der Werkstoffentwicklung ist die Kenntnis der Phasengleichgewichte unverzichtbar. Ein Phasediagramm ermöglicht Aussagen über den Einfluss der Legierungselemente auf das Gefüge und damit sehr wesentlich auf das Verhalten der Werkstoffe unter Beanspruchung.

Anbei eine kleine Auswahl von Problemen, die durch die Produkte und Dienstleistungen von Material Science International GmbH (MSI) auf dem Gebiet der Metalle und Keramiken abgedeckt werden.

Wie wäre es wenn man zur umfassenden Information von Systemen käme, indem man einfach die Elementsymbole im Periodensystem anklickt?

Wie kann ich die richtig Temperatur/Konzentration der Elemente finden um eine neue Verbindung (compound) zu machen?

Wie kann ich vorhersagen wann eine Verbindung schmelzen würde oder wann sie im festen Zustand von einer Struktur in eine andere übergeht, welche?  Das ist wichtig für alle Funktionswerkstoffe, Sensoren, Aktuatoren, Magnete, etc.

Wie kann ich das Verhalten von Formgedächtnislegierungen “shape memory materials“ oder anderer “smart materials”, Funktionswerkstoffe, bestimmen und wie kann ich die gewünschten Funktionen auf meine Anwendung hin optimieren. Beispiel sind piezokeramische, oder magnetorestriktive Stoffe mit den man z.B. Ventile ohne mechanische Bauteile bauen kann.

Wie kann ich die Herstellung und Sinterprozesse,  z.B. von Sensormaterialien so führen, dass der Sensor möglichst wirkungsvoll/empfindlich wird für eine oder mehrere Funktionen (Kontrolle der Phasenmengen Verhältnisse).

Wie kann ich die Herstellung von Magneten optimieren?

Wie kann ich die Verträglichkeit (Verbindung, Umwandlung) von Beschichtungen auf Werkstoffen vorhersagend abschätzen?

Wie weiss ich, wie sich die Verträglichkeit mit steigenden/fallenden Einsatztemperaturen ändert?

Wie könnten sich Werkstoff und Beschichtung in anderer stofflichen Arbeitsumgebung verhalten?

Wie kann ich vorhersagen wann eine Legierung schmilzt, z. B.  zur Entwicklung von Loten mit besonders niedrigem Schmelzpunkt oder zur Einstellung eines definierten Schmelzintervalls. Z.B. bei Elektronik Modulen: Kann ich Lot X in der Nähe von Lot Y einsetzen ? Oder schmelze ich damit Y wieder auf?

Welchen Einfluß hat die umgebende Luft/Gasphase?

Wie kann ich aus der Sicht des Werkstoffs den Herstellungsprozess beeinflussen und verstehen? Beispiele sind der Einfluß von Sauerstoff während des Herstellungsprozess, oder wie man perovskitische Strukturen (Hochtemperatur Supraleiter) durch besondere Wärmebehandlung zur gewünschten Konstitutionen zwingen kann.

Hintergrund:

MSI sammelt seit 15 Jahren Daten für die Konstitution (Zusammensetzung) von Legierungen. In dieser Zeit wurde ein Netzwerk von über 100 Wissenschaftlern geschaffen, welche die Literatur evaluieren und das Wissen in Form von Phasendiagrammen und Literaturzitaten zusammenstellen. MSI hat praktisch alle veröffentlichte Daten auf dem Gebiet der Metalle der Zwei-, Drei-, oder Mehrkomponentensysteme erfasst, ausserdem einen grossen Teil der Keramikwerkstoffe. Bis jetzt wurde diese Information in Form von Büchern (RED BOOKs, Ternary Alloys) verbreitet. Jetzt steht die gesamte Information in Form einer Datenbank und einer entsprechenden Anwendungssoftware zur Verfügung. Die Phasendiagramme lassen nicht direkt Rückschlüsse auf die Eigenschaften der verschiedene Phasen zu. Eigenschaften sind aber das, was die Materialwissenschaftler im Ende suchen. Daher wird MSI die Datenbank durch Dienstleistungen, die teilweise über das Internet angeboten werden, ergänzt. Das „Science Forum MSI“ ermöglicht Wissenschaftlern Fragen zu stellen, die entweder von anderen Wissenschaftlern oder von MSI aufgegriffen und hoffentlich beantwortet werden können.

 Die drei Bestandteile des MSI Workplaces:

MSIT®-Connect  - Client Software, die es ermöglicht Daten, Dokumente, Tabellen und Phasendiagramme zu suchen und zu verarbeiten

Datenbank - 93‘075 Verknüpfungen zwischen Metallsystemen und Literaturzitaten, mehr als 200 Journale werden abstrahiert, alle veröffentlichten 1,2,3,4 und höhere Metallsysteme sind erfasst, 2957 Ternary Reports, 4405 Zusammenfassung.

Falls dies interessant für Sie ist, finden Sie mehr Information auf unserer Internetseite www.matport.com und die MSIT Connect können Sie von dort herunterladen (http://www.matport.com/msitconnect/download.shtml).

 

 

 

Diese und viel andere Probleme benötigen die Kenntnis der Phasendiagramme und deren Triebkräfte,  wo immer Materie mit Materie wechselwirkt oder mit schwankenden Temperaturen Strukturwandlungen durchläuft. 

 

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