Kieming en. Jilt Sietsma. groei in metalen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Kieming en. Jilt Sietsma. groei in metalen"

Theodoor van der Linden
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Kieming en Jilt Sietsma groei in metalen 1

2 Metalen 2

3 METALEN STRUCTUUR microstructuur 0,5 nm 26 mei 2010 atomaire structuur Delft University of Technology 3 Challenge the future

4 Metaal maken processing structuur eigenschappen 4

5 Moderne metalen: nanotechnologie 5

6 0D, puntdefecten interstitieel substitutioneel 6 Microstructuur = defecten vacature perfect kristal

Microstructuur = defecten Dislocations 1D, lijndefecten Ongedeformeerd: 10 10 m 2, of 10 km per

7 Microstructuur = defecten Dislocations 1D, lijndefecten Ongedeformeerd: m 2, of 10 km per cm 3 1 per (50000 atoms) 2 Gedeformeerd: m 2, or 10 6 km per cm 3 1 per (200 atoms) µm 7

8 segregatie van koolstof langs dislocaties 8

9 Nb(CN)-precipitaten in ferriet 50 nm 9

10 Microstructuur = defecten 2D, vlakdefecten 30 µm 2 nm 10

11 Kiemvorming op korrelgrenzen titanium 15 µm 5 µm 11

12 Microstructuur = defecten 3D, precipitaten 2 µm 12

13 Eigenschappen worden bepaald door de microstructuur Aluminiumlegeringen yield strength [MPa] dislocations pure Al electrical resistivity [µωcm] 13

14 Ni-based superalloys in straalmotoren Nikkel kruip s 1 Ni-based superalloy kruip s 1 14

15 Ni-Base Superalloys: Ni + Mo, W, Ta, Cr, Ti Ordered, finelydispersed NiAlprecipitates in Nimatrix 15

16 Single-crystal Turbine Blades made by casting Polycrystalline turbine blade Columnar grain structure produced by a directional solidification technique Creep resistance is further enhanced with single-crystal blades. 16

17 Groei in metaaleigenschappen = groei in toepassing 17

18 Kiemvorming: diffractie-experimenten, ESRF-synchrotron Grenoble Furnace Sample 2θ Bent Si-Laue crystal slits ω x y z Focal point Beam-line ID11 at European Synchrotron Radiation Facility Beam stop 2D detector 18

19 Afkoelen van koolstofstaal Iedere stip is een korrel volledig austenitisch ferrietreflecties op de rode cirkels 19

20 Kiemsnelheid als functie van dalende temperatuur pill-box model (Enomoto, Aaronson) Ψ = 2 x 10 6 J 3 /m 6 = Δ (dn/dt)/(dn/dt) max 1.0 Measurement Model T ( o C) synchrotron metingen (Offerman) Ψ = 5 x 10 8 J 3 /m 6 20

21 Diffusionele fasetransformatie: groei v v = M G Grensvlaksnelheid is evenredig met de drijvende kracht Atomen aan het grensvlak v 0.1 1µm 21

22 Gibbs vrije energie G = H TS H (enthalpie) ORDE S (entropie) WANORDE 26 mei 2010 temperatuur 1 2 Delft University of Technology 22 Challenge the future

G = H TS 26 mei 2010 Evenwicht in materialen = minimum Gibbs vrije energie G Josiah Willard Gibbs, 1839

23 G = H TS 26 mei 2010 Evenwicht in materialen = minimum Gibbs vrije energie G Josiah Willard Gibbs, : On the equilibrium of heterogeneous substances Delft University of Technology 23 Challenge the future

24 G = H TS G ijs 26 mei 2010 water H 2 O 0ºC 273 K T Delft University of Technology 24 Challenge the future

25 KINETIEK: het bereiken van evenwicht kost tijd 26 mei Delft University of Technology 25 Challenge the future

26 Atomen moeten hun positie veranderen om 26 mei de 2010 structuur te veranderen ijs water Delft University of Technology 26 Challenge the future

27 Fe G 26 mei 2010 ferriet austeniet 912ºC 1185 K T Delft University of Technology 27 Challenge the future

28 26 mei 2010 Delft University of Technology 28 Challenge the future

29 Limieten aan groei 26 mei 2010 Schaarser wordende metalen Ministry of Economy, Trade and Industry, Japan, 2008 Delft University of Technology 29 Challenge the future

30 Productie van zeldzame-aardmetalen 26 mei 2010 Delft University of Technology 30 Challenge the future

31 Permanente magneten bevatten zeldzame-aardmetalen 26 mei 2010 Delft University of Technology 31 Challenge the future

32 Toepassingen van permanente magneten op basis van zeldzameaardmetalen 26 mei 2010 Delft University of Technology 32 Challenge the future

33 300 kg Nd per windmolen van 2 MW = 150 ton per windcentrale van 1 GW Huidige totale Nd-productie: ton per jaar; goed voor 100 GW per jaar 120 GW per jaar 90 GW per jaar 30 GW per jaar 33

34 Materiaalgebruik optimaliseren Benutten legeringselementen Ontwerpen op materiaalgebruik 26 mei 2010 Use less Verlengen levensduur Recycling Delft University of Technology Challenge the future A.M. Diederen,

35 35

36 Urban mining 36

37 Er zit meer goud in een kubieke meter mobiele telefoons dan in een kubieke meter gouderts 26 mei 2010 Delft University of Technology 37 Challenge the future

38 Recycling van vliegtuigen Davis-Monthan Air Force Base, Tucson, Arizona 38

39 39

Vergelijkbare documenten

Asfalt en bitumendag 2010

Asfalt en bitumendag 2010 Zelf herstellende materialen; het concept en de uitvoering Sybrand van der Zwaag TU Delft / IP Self Healing Materials Materiaalontwikkeling over 120 eeuwen After M.F. Ashby Een