Schmelzeigenschaften

Die Gruppe Schmelzeigenschaften befasst sich mit Themen des Massentransports, Relaxationsphänomenen sowie thermophysikalischen Eigenschaften von flüssigen Metallen und Oxiden. Wir messen Eigenschaften wie Dichte, Viskosität, Diffusion und atomare Verteilung. Ziel ist es, die grundlegenden physikalischen Mechanismen zu identifizieren und zu verstehen, die diese Eigenschaften im flüssigen Zustand und, in einem breiteren Kontext, allgemeine Merkmale in ungeordneten Systemen bestimmen.  Die Forschung konzentriert sich auf die Beziehungen zwischen Struktur und Eigenschaften, die mikroskopischen Ursprünge der Flüssigkeitsdynamik sowie die Mischungsregeln in mehrkomponentigen Mischungen und die Beziehungen zwischen verschiedenen thermodynamischen Größen. Diese Ergebnisse sind wichtige Informationen für großskalige Simulationen im Materialdesign, z.B. für die Vorhersage von Gießprozessen, der Bildung von Mikrostrukturen während der Erstarrung oder des Reaktionsverhaltens zwischen Feststoff und Flüssigkeit. Auch die Simulation der additiven Fertigung hängt von der Kenntnis der Schmelzeigenschaften ab. Es ist wichtig, diese thermophysikalischen und mikroskopischen Eigenschaften auch für chemisch sehr reaktive Flüssigkeiten bei hohen Temperaturen genau zu messen und den Einfluss der Auftriebskonvektion zu verstehen oder zu umgehen.

Um diese Ziele zu erreichen, entwickelt die Gruppe verschiedene fortschrittliche Techniken wie Levitation, In-situ-Diagnostik am Boden und unter Mikrogravitationsbedingungen, Neutronen- und Synchrotronstreuung oder Kombinationen davon. Dazu gehört insbesondere die Nutzung verschiedener Mikrogravitationsplattformen, die von Parabelflügen über Höhenforschungsraketen bis hin zur internationalen Raumstation reichen, was eine nationale und internationale Zusammenarbeit erfordert.