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