Über die Transportvorgänge bei der Schmelzzüchtung unter erhöhter Schwerkraft auf einer Zentrifuge: ein Vergleich mit Mikrogravitation und stationären Magnetfeldern
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INHALTSVERZEICHNIS
0.
ZUSAMMENFASSUNG
.
1
1.
EINLEITUNG
.
3
1.1.
EINFUEHRUNG
.
3
1.2.
MOTIVATION
.
4
1.3.
GLIEDERUNG
DER
ARBEIT
.
6
2.
THEORETISCHES
MODELL
ZUR
BESCHREIBUNG
DER
AUFTRIEBSKONVEKTION
IN
VERTIKALEN
SCHMELZZYLINDEM
.
9
2.1.
QUELLTERME
.
10
2.2.
BESCHREIBUNG
DER
IDEALISIERTEN
KRISTALLZUECHTUNGSANORDNUNG
UND
DER
RANDBEDINGUNGEN
.
11
2.3.
BERECHNUNG
DER
RESULTIERENDEN
BESCHLEUNIGUNG
AUF
EINER
ZENTRIFUEGE
.
13
2.4.
METHODEN
ZUR
BERECHNUNG
DER
AUSWIRKUNGEN
VON
SCHWERKRAFT
UND
MAGNETFELD
AUF
DIE
AUFTRIEBSKONVEKTION
.
15
2.4.1.
NUMERISCHE
METHODE
.
15
2.4.2.
GROESSENORDNUNGSANALYSE
.
17
3.
THEORETISCHE
ERGEBNISSE
ZUR
AUFTRIEBSKONVEKTION
.
25
3.1.
EINFLUSS
DER
AXIALEN
SCHWERKRAFT
.
25
3.2.
EINFLUSS
EINES
HOMOGENEN
STATIONAEREN
AXIALEN
MAGNETFELDES
.
28
3.3.
EINFLUSS
VON
ZENTRIFUGAL
UND
CORIOLISKRAFT
.
30
3.3.1.
KONVEKTION
BEI
EBENER
PHASENGRENZE
.
30
3.3.2.
KONVEKTION
BEI
GEKRUEMMTER
PHASENGRENZE
.
33
3.4.
DISKUSSION
.
38
3.5.
VERGLEICH
MIT
DER
LITERATUR
.
46
4.
THEORETISCHE
MODELLE
ZUR
BESCHREIBUNG
DES
EINFLUSSES
DER
KONVEKTION
AUF
DIE
SEGREGATION
.
52
4.1.
ALLGEMEINE
GRUNDLAGEN
.
52
4.1.1.
KONVEKTIVE
DIFFUESIONSGLEICHUNG
.
54
4.1.2.
MODELL
VON
BURTON,
PRIM
UND
SLICHTER
.
54
4.2.
MODELLE
ZUR
BERECHNUNG
DER
MAKROSEGREGATION
.
59
4.2.1.
VOLLSTAENDIGE
DURCHMISCHUNG
(A
=
0)
.
59
4.2.2.
DIFIUESIONSKONTROLLIERTES
REGIME
(A
=
1)
.
60
4.2.3.
GEMISCHTER
TRANSPORT
(0
A
1)
.
62
4.3.
UNTERSUCHUNG
DES
EINFLUSSES
EINES
AXIALEN
MAGNETFELDES
AUF
DIE
MAKROSEGREGATION
.
67
4.3.1.
NUMERISCHES
VERFAHREN
.
67
4.3.2.
ERGEBNISSE
ZUR
DOTIERSTOFLVERTEILUNG
.
68
5.
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
MAKROSEGREGATION
BEI
DER
KRISTALLZUECHTUNG
AUF
EINER
ZENTRIFUGE
.
72
5.1.
BESCHREIBUNG
DER
ZENTRIFUGE
UND
DER
KRISTALLZUECHTUNGSANLAGE
.
72
5.2.
AUSWAHL
DER
PROZESSBEDINGUNGEN
.
75
5.3.
DURCHFUEHRUNG
DER
ZUECHTUNGSEXPERIMENTE
.
79
5.4.
UNTERSUCHUNG
DER
AXIALEN
DOTIERSTOFFVERTEILUNG
IN
DEN
GEZUECHTETEN
KRISTALLEN
.
82
6.
QUANTITATIVE
VERKNUEPFUNG
VON
KONVEKTIONSGESCHWINDIGKEIT
UND
DOTIERSTOFFEINBAU
.
86
6.1.
ANNAHMEN
DES
MODELLS
VON
OSTROGORSKY
UND
MUELLER
.
86
6.2.
IMPULSGRENZSCHICHTDICKEN
X
V
BEI
REINER
AUFTRIEBSKONVEKTION,
MAGNETFELDERN
UND
AUF
DER
ZENTRIFUGE
.
88
6.3.
MODIFIZIERUNG
DES
OM
-
MODELLS
.
93
7.
ZUSAMMENFASSENDE
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
99
7.1.
VERGLEICH
DES
THEORETISCHEN
MODELLS
MIT
EXPERIMENTELLEN
UND
NUMERISCHEN
ERGEBNISSEN
.
99
7.2.
GEGENUEBERSTELLUNG
VON
ZENTRIFUGE,
MAGNETFELD
UND
MIKROGRAVITATION
.
105
8.
SCHLUSSBEMERKUNG
.
109
9.
LITERATURVERZEICHNIS
.
110
ANHANG
.
120 |
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