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Thomas Lierfeld

• Die Verteilung partikelartiger Einschlüsse in einem Werkstoff beeinflusst seine mechanischen Eigenschaften in hohem Maße. In dieser Arbeit werden drei neue experimentelle Ansätze zur Untersuchung des Einbau- bzw. Segregationsverhaltens von Partikeln bei dendritischer Erstarrungsmorphologie verfolgt: (1) Erstarrung unterkühlter, partikelhaltiger Schmelzen durch behälterfreies Prozessieren mittels elektromagnetischer Levitation in normaler und reduzierter Schwerkraft (2) Gerichtete Erstarrung partikelhaltiger Schmelzen in normaler und reduzierter Schwerkraft (3) in-situ-Radiographie partikelhaltiger Schmelzen während gerichteter Erstarrung mittels Synchrotronstrahlung Durch die Kombination unterschiedlicher Erstarrungstechniken und die Durchführung vergleichender Experimente in normaler und reduzierter Schwerkraft gelingt es, den signifikanten Einfluss konvektiver Strömung innerhalb einer Schmelze auf den inter- bzw. intradendritischen Partikeleinbau während der Erstarrung nachzuweisen.
• Mechanical properties of materials are strongly influenced by the distribution of particle inclusions in its microstructure. Three new experimental approaches are used in order to investigate the pushing and engulfment behavior of particles during dendritic solidification of metals: (1) solidification of undercooled particle-containing melts processed containerless by electromagnetic levitation in normal and reduced gravity (2) Directional solidification of particle-containing melts in normal and reduced gravity (3) in-situ radiography by synchrotron radiation during directional solidification of particle-containing melts. The combination of different solidification techniques and comparative experiments in reduced and normal gravity allow showing the significant influence of convective melt flow to the particle incorporation behavior (dendritic/interdendritic) during solidification.