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Wettbewerb zwischen Orientierungseffekten von Temperaturgradient, Kristallanisotropie und Konvektion
Projektbearbeiter:
Antonia Schulz
Finanzierung:
Haushalt;
Nach Abschluss unserer Untersuchungen zum Einfluss der Kristallanisotropie auf diffusionsbegrenztes dreidimensionales Kristallwachstum in einer Kapillare soll eine Verallgemeinerung auf gerichtete Erstarrung vorgenommen und es sollen dabei auch Strömungseffekte in der Schmelze berücksichtigt werden. In gerichteter Erstarrung ist statt dem thermischen Transport der Massentransport für die Dynamik bestimmend, während die Temperaturverteilung in den beiden Phasen bei hinreichend schneller thermischer Diffusion durch eingeprägte Gradienten festgelegt wird. Konvektion soll durch Verallgeneinerung eines schon früher verwendeten Gitter-Boltzmann-Modells von zwei auf drei Dimensionen simuliert werden, das auf die schon erprobte Weise an das Phasenfeldmodell für den Erstarrungsprozess gekoppelt wird. Es gibt dann drei richtungsbestimmende Einflüsse auf das Wachstum von Kristallen – den Temperaturgradienten, die Strömunsgrichtung und die Kristallorientierung. Letzterer kann zunächst durch Betrachtung des einfacheren (und weniger realistischen) Grenzfalls isotroper Grenzflächenspannung ausgeschlossen werden, so dass nur zwei Effekte im Wettbewerb stehen, wobei theoretisch der Fall einer eingeprägten Strömung mit vorgegebener Richtung interessant ist. Die für das Experiment relevantere natürliche Konvektion wird im Projekt "Einfluss von Konvektion auf Erstarrung/Kristallwachstum" untersucht. Schließlich soll die Kristallanisotropie "eingeschaltet" und ihr Einfluss auf entstehende Kristallmorphologien ebenfalls quantifiziert werden.

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2016
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2005
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