Grain boundary structure in minerals and analogues during dynamic recrystallization in the presence of a fluid phase

• Applicant: Professor Dr. Janos L. Urai (†)
• Subject Area: Palaeontology
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5253074

Die kleinmaßstäbige Verteilung von Geofluiden beeinflußt die mechanischen- und Transporteigenschaften von Gesteinen unter metamorphen Bedingungen. Beobachtungen aus der Natur und in Experimenten zeigen, daß die Verteilung von Fluiden während der Verformung sehr komplex ist. Ein Beispiel dieser Komplexität kann während Korngrenzenmigration vorkommen, wenn Fluide statt isolierter Fluideinschlüsse ein verbundenes Netzwerk von Filmen formen, die bei gleichen Randbedingungen im statischen Gleichgewicht stabil sind. Die Evolution dieser Filme während Korngrenzenmigration ist nicht gut bekannt und wird kontrovers diskutiert, obwohl sie im allgemeinen als ein wichtiger Prozeß erkannt wird... Wir schlagen eine Untersuchung der Struktur von Fluid enthaltenden, migrierenden Korngrenzen vor. In den Untersuchungen werden direkte Beobachtungen der Geometrie von Fluiden und deren Einfluß auf die Migrationsgeschwindigkeit von Korngrenzen mit Elektronenmikroskopie von Kornoberflächen experimentell und natürlich rekristallisierter Proben kombiniert... Die Untersuchungen werden in zwei parallelen Projekten an den gleichen Materialien durchgeführt. Ein Projekt wird sich auf Deformationsexperimente im optischen Lichtmikroskop konzentrieren. Diese Methode erlaubt die direkte Beobachtung der migrierenden Korngrenze während der Verformung. Für dieses Projekt wird eine Deformationszelle entwickelt und gebaut, womit Experimente bis zu einer Temperatur von 250°C und 30MPa Fluiddruck möglich sind. Zudem werden bekannte Untersuchungsmethoden weiterentwickelt. Die Experimente werden an verschiedenen ionischen Salzen und Evaporiten mit wässrigen Fluiden durchgeführt. Dies wird zu einem fundamentellen Verständnis der Prozesse führen, die die Fluidgeometrie während der Korngrenzenmigration beeinflussen. Das zweite Projekt wird sich auf Beobachtungen von an den Korngrenzen gespaltenem Probenmaterial im Rasterelektronenmikroskop (SEM) und Kryo-SEM konzentrieren, bei denen die Auflösung deutlich über der der optischen Mikroskopie liegt...

• DFG Programme: Research Grants