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The effect of the heating rate on the phase selection in Al/Ni multilayers

Neuhauser, Tobias

Abstract:

Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss von Heizraten bis 10⁶ K/s auf die Bildung von intermetallischen Phasen in Al/Ni-Multilagen. Das Ziel ist ein mechanismenbasiertes Verständnis der Phasenbildungprozessen als Grundlage für die Entwicklung von neuartigen Nano-Kompositmaterialien.

Für diesen Zweck wird eine in situ Untersuchungsmethode entwickelt, die eine thermodynamische und strukturelle Charakterisierung während der schnell ablaufenden Reaktionen ermöglicht. Durch die Kombination von chipbasierter Nanokalorimetrie mit Synchrotron-Röntgenbeugung wird eine Zeitauflösung von 15 μs erreicht.
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Abstract (englisch):

The present study investigates the effect of heating rates up to 10⁶ K/s on the formation behaviour of intermetallic phases in Al/Ni multilayers. The objective is a mechanism-based understanding of the phase formation processes as a basis for the development of new types of nanocomposite materials.

For this purpose, an in situ method is developed which allows for a thermodynamic and structural characterisation during the rapid reactions. By combining chip-based nanocalorimetry with synchrotron X-ray diffraction a temporal resolution of 15 μs is achieved.

Three different aspects of Al/Ni reactions are investigated in detail: (i) solid-state reactions at heating rates below 500 K/s, (ii) the ignition behaviour and (iii) the phase formation in runaway reactions. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000141659
Veröffentlicht am 07.01.2022
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 07.01.2022
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000141659
HGF-Programm 43.31.01 (POF IV, LK 01) Multifunctionality Molecular Design & Material Architecture
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang xiii, 229 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Prüfungsdatum 26.11.2021
Externe Relationen Abstract/Volltext
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Schlagwörter Al/Ni-Multilayers, X-ray diffraction, Synchrotron, Nanocalorimetry, Intermetallic phases, Rapid heating
Referent/Betreuer Kamlah, M.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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