BESSY II: Lokale Variationen in der Struktur von Hochentropie-Legierungen

Die Auswertung der EXAFS-Daten zeigte, dass die Glühtemperatur der Cantor-Legierung sich auf lokale Umgebungen der Elemente auswirkt. Dies deutet auf unterschiedliche Ordnungs- und Diffusionsprozesse hin.
(c) HZB

Hochentropie-Legierungen halten extremer Hitze und Belastung stand und eignen sich daher für eine Vielzahl spezifischer Anwendungen. Einblicke in Ordnungsprozesse und Diffusionsphänomene in diesen Materialien hat nun eine neue Studie an der Röntgenquelle BESSY II geliefert. An der Studie waren Teams des HZB, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, der Universität Lettland und der Universität Münster beteiligt.

Das Team analysierte Proben einer sogenannten Cantor-Legierung, die aus fünf 3d-Elementen besteht: Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel. Die kristallinen Proben (kubisch-flächenzentriert, fcc) wurden bei zwei verschiedenen Temperaturen geglüht, entweder bei 1373 Kelvin (Hochtemperaturzustand,HT) oder bei 993 Kelvin (Tieftemperaturzustand, LT) und dann schockgefroren.

Um die lokalen Umgebungen der einzelnen Elemente in den Proben zu analysieren, nutzte das Team eine gut etablierte Methode der Röntgenabsorptionsspektroskopie, die elementspezifisch ist (EXAFS). Mit einer Reverse Monte Carlo (RMC) Analyse gelang es, die Messdaten zu interpretieren.

„Auf diese Weise konnten wir sowohl qualitativ als auch quantitativ die Besonderheiten der charakteristischen lokalen Umgebungen der Hauptkomponenten der Legierung auf atomarer Ebene aufklären“, erklärt Dr. Alevtina Smekhova vom HZB. Die Ergebnisse geben insbesondere auch Aufschluss über die Diffusionsprozesse in der Hochentropie-Legierung. So zeigten sie, dass in den HT-Proben Mangan am schnellsten diffundiert, während in den LT-Proben Nickel schneller diffundiert, wie es zuvor aus Diffusionsexperimenten bekannt war. „Diese Ergebnisse helfen dabei, die Beziehung zwischen der lokalen atomaren Umgebung und den makroskopischen Eigenschaften in diesen Legierungen besser zu verstehen“, sagt Smekhova.

An der Studie waren Teams des HZB, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, der Universität Lettland und der Universität Münster beteiligt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Alevtina Smekhova
alevtina.smekhova@helmholtz-berlin.de

Pressekontakt

Dr. Antonia Rötger
+49 (0)30 8062 43733
antonia.roetger@helmholtz-berlin.de

Originalpublikation:

Nano Research journal (2023): “Anomalies in the short-range local environment and atomic diffusion in single crystalline equiatomic CrMnFeCoNi high-entropy alloy”
https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-024-6443-6

https://www.helmholtz-berlin.de/news/bessy-ii-lokale-variationen-in-der-struktur-von-hochentropie-legierungen/

Media Contact

Dr. Antonia Rötger Kommunikation
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften

Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Einfluss von Fahrgeräuschen auf individuelle Klangpräferenzen im Auto

Mehr als laute Bässe! Laute oder unangenehme Fahrgeräusche können den Musikgenuss im Auto beeinträchtigen. Einige Soundsysteme passen daher dynamisch Lautstärke und Bässe an. Individuelle Klangpräferenzen werden dabei aber nicht berücksichtigt….

Mysteriöse Teilchen gesucht

HZDR-Team will Axionen im Licht von drei Superlaser-Strahlen aufspüren. Seit mehr als vier Jahrzehnten wird nach ihm gefahndet: Das Axion, ein bis dato unentdecktes, hypothetisches Teilchen, könnte die uns bekannten…

SkiveAll: Funktionserweiterung »Maschinenzyklus«

… bringt Universalmaschinen innovatives Wälzschälen bei. Das Wälzschälen ist ein innovatives Verfahren zur Fertigung hochwertiger verzahnter Bauteile, wie sie beispielsweise in Planetengetrieben für die Elektromobilität benötigt werden. Es kombiniert die…

Partner & Förderer