Speaker
Description
Die Herstellung und Anwendung moderner technischer Legierungen sind oftmals mit thermomechanischen Behandlungen und dem anschließenden Einsatz in aggressiven Umgebungen, z. B. bei erhöhten Temperaturen, verbunden. Dies führt oft zur Bildung einer Oxidschicht, bei der Chrom als Legierungselement häufig eine wichtige Bedeutung beigemessen wird im Zusammenhang mit dem Oxidations- bzw. Korrosionsverhalten. Insbesondere frühe Oxidationsstadien sind aktuell Forschungsgegenstand und es wird davon aufgegangen, dass diese frühen Stadien eine wichtige Grundlage für das mittel- und langfristig Materialverhalten legen. Die Klärung grundlegender Mechanismen und Prozess erfordert Kenntnisse über wichtige Details, z. B. zur sich zuerst bildenden Oxidphase, der Elementverteilung innerhalb und in der Nähe der Oxidschicht sowie der Position der Reaktionsfront. Dafür wird bereits in den frühen Oxidationsstadien ein Zugang mit hoher Ortsauflösung benötigt. Diese Möglichkeit bietet insbesondere die Transmissionselektronenmikroskopie.
Im Vortrag werden Einblicke gegeben in die frühen Oxidationsstadien verschiedener chromhaltiger Legierungen. Es wird zunächst detailliert über die Beobachtung einzelner Oxidkörner mit ausgeprägter Inhomogenität der Elementverteilung berichtet, wie es zuerst bei Oxidkörnern auf austenitischem nichtrostendem Stahl festgestellt wurde. Diese Oxidkörner weisen über Entfernungen von lediglich wenigen Nanometern steile Konzentrationsgradienten auf, die sich auch nach mehreren Stunden bei Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius nicht ausgleichen. Um den Wachstumsmechanismus dieser Oxidkörner aufzuklären, wurden Experimente unter Verwendung von Mangan als Marker durchgeführt. Dadurch wurde gezeigt, dass die Reaktionsfront der Oxidbildung innerhalb der einzelnen Oxidkörner liegt. Anschließend wird im Vortrag die Brücke zu anderen chromhaltigen Legierungen geschlagen und gezeigt, dass das Auftreten der Oxidkörner mit inhomogener Elementverteilung nicht auf eine bestimmte Kristallphase beschränkt ist und dass diese Erkenntnis für ein breites Spektrum chromhaltiger Legierungen gilt. Die Implikationen dieser Erkenntnisse werden unter Berücksichtigung thermodynamischer und kinetischer Aspekte eingeordnet.