Thermodynamische Analyse und Modellierung des glasbildenden Pd-Ni-P System

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Ralf Busch; Professorin Isabella Gallino, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441308809

In unserer zurückliegenden Forschungsarbeit haben wir experimentelle Studien und CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams) kombiniert, um das neuartige ternäre Pd-Ni-S-System, das metallisches Glas bildet, mit dem Datenbankansatz der dritten Generation zu modellieren. Das Pd-Ni-S-System war aufgrund seiner Einfachheit und der Verfügbarkeit von Literaturdaten besonders geeignet für eine erste Studie. Das modellierte ternäre System zeigt nicht nur eine hervorragende Übereinstimmung mit den in der Literatur veröffentlichten Daten, sondern auch mit den umfangreichen experimentell gewonnenen Daten dieser Arbeit, einschließlich Schmelzenthalpie, Wärmekapazität usw., und prognostiziert den Glasbildungsbereich, GFR, des ternären Pd-Ni-S-Systems auf der Grundlage der berechneten freien Gibs-Energie für die Glasbildung. Die beispiellose Modellierung der unterkühlten Flüssigkeit ermöglicht somit einen Einblick in den thermodynamischen Hintergrund des Glasbildungsmechanismus des Pd-Ni-S-Systems. Aufbauend auf diesen Erfolg wollen wir in einer zweiten Förderphase dieses Modell auf das ternäre System Pd-Ni-P ausweiten, das für seine außergewöhnliche Glasbildungsfähigkeit bekannt ist. Die exzellente Glasbildungsfähigkeit dieses ternären Systems erlaubt es uns, in der tief unterkühlten flüssigen Phase durch thermodynamische und kinetische Ansätze in einem breiten Glasbildungsbereich mittels verschiedener experimenteller Techniken, einschließlich kalorimetrischer Methoden wie DSC und Flash-DSC, zuverlässigere Daten zu sammeln. Die Einbeziehung dieser Messergebnisse der unterkühlten Flüssigkeit als Eingabedaten in unsere Modellierung wird unser derzeitiges Modell mit einem umfassenderen Datensatz bereichern und verstärken. Diese Initiative zielt darauf ab, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit unseres Modells durch die Integration eines breiteren Spektrums empirischer Daten aus einem vielversprechenden System zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen