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1. Einleitung
FranksÜberlegungen werden durch neuere molekulardynamische Computersimulatio-
nen an Lennard-Jones-Flüssigkeiten [7, 8] gestützt.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich diese Betrachtungen ausschließlich auf metallische
Elemente bzw. Legierungen beziehen, bei denen man davon ausgeht, dass das Wech-
selwirkungspotential zwischen zwei Atomen radialsymmetrisch ist. Bei Materialien,
die sich durch kovalente Bindungen auszeichnen, muss man aufgrund ihrer gerichte-
ten Bindungen andere lokale Nahordnungen annehmen.
Von experimenteller Seite gibt es bislang nur indirekte Hinweise auf eine polytetra-
edrische Nahordnung in Form von Untersuchungen zur Abhängigkeit der maximalen
Unterkühlbarkeit von der Struktur der festen Phase [9, 10]. Sie sprechen für die Exi-
stenz einer solchen Nahordnung in unterkühlten Schmelzen. Direkte Untersuchungen
der Nahordnung in unterkühlten Schmelzen in Form von Beugungsexperimenten wa-
ren bisher nicht bekannt, so dass die Frage zur Nahordnung in unterkühlten Schmelzen
als ungeklärt gilt. Beugungsexperimente wurden an Schmelzen bislang nur oberhalb
der Schmelztemperatur durchgeführt, wie zum Beispiel Neutronenstreuexperimente
an quasikristallbildenden Al-Mn Schmelzen [11]. Molekulardynamische Berechnungen
basierend auf diesen Neutronenstreuexperimenten zeigen in der quasikristallbildenden
Legierung Al80Mn20 oberhalb von Tm in der Schmelze erste Anzeichen von ikosaedri-
scher Nahordnung, die mit steigender Unterkühlung zunimmt [12].
An amorphen Festkörpern sind Ergebnisse aus Neutronenbeugungsexperimenten
bereits bekannt, die sich unter Annahme einer ikosaedrischen Nahordnung deuten
ließen [13].
In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals die Technik der Neutronenbeugung an
unterkühlten flüssigen Systemen eingesetzt, um die Frage nach der Nahordnung un-
terkühlter Schmelzen und ihrer Entwicklung mit steigender Unterkühlung zu untersu-
chen. Zusätzlich zu den Neutronenbeugungsexperimenten fanden zur Strukturuntersu-
chung von metallischen Schmelzen auch Beugungsexperimente mit Synchrotronstrahl-
ung statt. Dabei wurden mit beiden Techniken unterkühlte Schmelzen reiner Metalle
und solche von Legierungen, die quasikristalline oder polytetraedrische Phasen bil-
den, untersucht. Reine Metalle sind in Hinblick auf die Analyse der topologischen
Nahordnung besonders vorteilhaft, denn hier muss der Aspekt einer chemischen Nah-
ordnung nicht berücksichtigt werden. Ziel der Beugungsexperimente mit Neutronen
und Synchrotronstrahlung ist es, die radialen Verteilungsfunktionen der unterkühlten
Schmelzen zu bestimmen, sowie den gemessenen Strukturfaktor mit dem Struktur-
faktor eines einfachen Modells zu vergleichen. Beides ermöglicht Rückschlüsse auf die
Nahordnung. Bei Legierungen erlaubt eine Variation der Zusammensetzung, unter
Voraussetzung einer isomorphen Substitution zweier Legierungselemente, in Verbin-
dung mit Neutronenstreuung, Aussagen über die chemische Nahordnung zu machen.
Für diese Experimente wurde zunächst eine elektromagnetische Levitationsanlage
aufgebaut, die auch ohne weiteres mit einem Diffraktometer an einer Neutronenquelle
kombiniert werden kann.
Neben der Frage nach der topologischen Struktur von unterkühlten Metallschmel-
zen stellt sich für unterkühlte CoPd-Schmelzen darüber hinaus die Frage einer ma-
gnetischen Ordnung. So deuten ¹SR-Messungen in unterkühlten Co80Pd20-Schmelzen
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