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5. Experimentelle Methoden
schnellen Abschreckens wird die Wärme schnellstmöglich in einer kürzeren Zeit als der
Nukleationszeit tN abgeführt. Die Kühlraten, die erreicht werden können, hängen vor
allem von der genutzten Methode ab. Beim Laserschmelzen werden oberflächennahe
Bereiche der Probe durch einen Laserstrahl aufgeschmolzen. Aufgrund der thermischen
Leitfähigkeit des nicht aufgeschmolzenen Materials unterhalb der Metallschmelze wird
die Wärme schnell abgeführt.
Für eine industrielle Nutzung ist vor allem das Melt-Spinning Verfahren von Interesse.
Die Schmelze wird hierbei auf ein sich drehendes, von innen mit Wasser gekühltes Rad
gegossen. Dadurch erhält man dünne Bänder schnell abgeschreckten Materials. U. a.
kann die Dicke und damit die Kühlrate der Bänder durch Variation der Rotationsge-
schwindigkeit beeinflusst werden.
Beim Splat-Kühlen werden zwei Kupferstempel aufeinandergeschossen, in deren Mit-
te sich eine schmelzflüssige Probe befindet. Hierdurch wird die Probe zwischen den
Stempeln zusammengepresst (”gesplattet“), und ihre Wärme in die Kupferstempel
geleitet [99, 100].
Die Kühlraten, die über diese Methoden erreicht werden, sind von vielen Parame-
tern abhängig. So gehen bei der Methode des Splat-Kühlens die Materialeigenschaften
der Probe wie die des Stempels ein, die Geschwindigkeit der Stempel und die Tempera-
tur der Probe, bevor sie gesplattet wird. Die für einen Splatkühler typischen Kühlraten
liegen zwischen 105K=s und 106K=s.
5.1.2 Reduktion von heterogener Keimbildung
Eine Möglichkeit, den Zustand tiefer Unterkühlung bei moderaten Kühlraten zu errei-
chen, ist die Verminderung heterogener Keimbildung. Da insbesondere Tiegelwände
und Verunreinigungen heterogene Keimstellen darstellen, müssen die Schmelzen (qua-
si) tiegelfrei unter hochreinen Bedingungen prozessiert werden. Bei behälterfreien Pro-
zessierungsmethoden wird dies gewährleistet, indem jeglicher Kontakt der Schmelzen
mit einer Tiegelwand verhindert wird. Die Experimente werden in hochreiner Um-
gebung, d.h. im Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre, durchgeführt, um eine
Kontamination aus der Probenumgebung zu verhindern. Bei den quasibehälterlosen
Verfahren wird das Probenmaterial in einem Medium mit niedriger katalytischer Wir-
kung eingebettet, um heterogene Keimbildung zu reduzieren. Grundsätzlich gibt es
drei verschiedene experimentelle Methoden zum behälterlosen oder quasitiegelfreien
Prozessieren [101]:
² Fallrohre und Fallt&ürme
² Dispersions- und Einbettungs-Techniken
² Levitationstechniken
5.1.3 Fallrohre und Falltürme
Die einfachste Möglichkeit, Schmelzen ohne jeglichen Kontakt mit einer Tiegelwand
zu erstarren, ist die Nutzung von Fallrohren [102]. Kleine geschmolzene Partikel er-
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