Einfluss von Kreuzkorrelationen auf die Interdiffusion in aluminiumreichen Al-Ni-Schmelzen

Um den Zusammenhang von Selbst-und Interdiffusion bei kleinen Konzentrationen experimentell zu untersuchen, wurde die Interdiffusion aluminiumreicher Al-Ni Schmelzen temperatur- und konzentrationsabhängig bestimmt. Um eine Verfälschung der Messung durch Konvektion zu verhindern wurde erstmals ein Aufbau verwendet, der die Scherzellentechnik mit Röntgenradiographie kombiniert. Dies erlaubt zeitaufgelöste in-situ Messungen und eine deutlich verbesserte Prozesskontrolle. Mögliche Konzentrationsverschiebungen während des Aufschmelzens und Erstarrens werden vermieden. Auftriebskonvektion konnte durch Experimente auf der Forschungsrakete MAPHEUS-4 ausgeschlossen werden. In Kombination mit Daten zur Selbstdiffusion in flüssigem Al-Ni und dem thermodynamischen Faktor zeigt sich, dass Kreuzkorrelation die Interdiffusion merklich verlangsamen. Dies ist selbst bei kleinen Konzentrationen von nur 2 at.% Ni der Fall. Die Darkengleichung kann in diesem Fall nicht angewandt werden.To study the relation of self- and interdiffusion at low concentrations experimentally, interdiffusion in aluminum-rich Al-Ni melts are determined as a function of temperature and concentration. In order to prevent measurements to be disturbed by convection, a setup was used which combines the shear-cell method with X-ray radiography. This allows for time-resolved in-situ measurements with improved process control. Possible concentration-shifts during melting or solidification are avoided. Buoyancy-driven convection was excluded by experiments aboard the sounding rocket MAPHEUS-4. Cross correlations slow down interdiffusion considerably, as can be seen in combination with self-diffusion coefficients and the thermodynamic factor. This is the case even at concentrations as low as 2 at.% Ni. Consequently Darken's equation is not valid in this case