Rijksuniversiteit Groningen

Zuurstof aan een oppervlak bevordert segregatie

De meeste materialen die gebruikt worden voor structurele toepassingen, zoals staal, aluminiumlegeringen en speciale materialen die bestand zijn tegen hoge temperaturen, bestaan uit een grote hoeveelheid kristallijne bouwstenen, de 'korrels' genaamd. De processen aan de grensvlakken tussen die korrels zijn bepalend voor de mechanische eigenschappen van het materiaal in zijn geheel, zoals de voegen in een metselwerk er voor zorgen dat het overeind blijft. Dimitri van Agterveld bestudeerde de invloeden van de opeenhoping van kleine hoeveelheden in het materiaal aanwezige onzuiverheden aan de korrelgrenzen. Dit noemt men segregatie. Doordat aan de korrelgrenzen de hoeveelheid van de onzuiverheden lokaal heel hoog kan worden, kan deze opeenhoping drastische gevolgen hebben voor de mechanische eigenschappen van een materiaal. Het kan leiden tot brosse breuk van normaal gesproken plastisch vervormbare materialen. Een goed begrip van de processen die plaatsvinden aan de korrelgrenzen is nodig om de composities van legeringen in gunstige zin aan te passen.

Van Agterveld concludeert dat de aanwezigheid van zuurstof aan een oppervlak segregatie bevordert van de elementen die een hoge bindingsenergie met zuurstof hebben. Het meetinstrument kan de hoeveelheid zuurstof aan het oppervlak en dus ook segregatie beïnvloeden. De aanwezigheid van andere onzuiverheden die ook segregeren, leidt tot een competitie, die goed geïllustreerd en gekwantificeerd kan worden met behulp van een combinatie van verschillende soorten microscopie. Boor is een voorbeeld van een segregerend element dat een gunstige invloed heeft op de vervormbaarheid van nikkel-aluminium legeringen die geschikt zijn voor toepassingen die op hoge temperatuur functioneren, zoals vliegtuigmotoren. De resultaten van observaties met electronenmicroscopen en mechanische tests worden gebruikt om de invloed van boor te bepalen, namelijk de extra segregatie van nikkel die optreedt wanneer boor aan de korrelgrenzen aanwezig is. /ML

Ir. Dimitri van Agterveld (Huizen, 1974) studeerde technische natuurkunde in Groningen. Hij verrichtte zijn promotieonderzoek bij de onderzoeksgroep Materiaalkunde, die participeert in het Materials Science Centre (MSC). Het werd gefinancieerd door de Stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM). Per 1 november 2001 werkt hij als 'Raw Material Engineer' voor DENSO Europe BV, een fabrikant van autoonderdelen.

Datum en tijd

vrijdag 7 december 2001, 16.00 uur

Promovendus

D.T.L. van Agterveld, tel. (050)363 49 08 (werk),

Proefschrift

In-situ observations of materials properties with Auger electron spectroscopy

Promotor

prof.dr. J.Th.M. de Hosson

Faculteit

wiskunde en natuurwetenschappen

Plaats

Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen