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Investigation of the aluminium-germanium-titanium phase diagram for brazing applications

Bittner, Roland (2012) Investigation of the aluminium-germanium-titanium phase diagram for brazing applications.
Masterarbeit, Universität Wien. Fakultät für Chemie
BetreuerIn: Richter, Klaus

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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-30171.75297.997753-3
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Abstract in Englisch

In this work the phase equilibria of Al-Ge-Ti have been investigated using scanning electron microscopy (SEM), powder x-ray diffractometry (XRD) and differential thermal analysis (DTA) measurements in order to obtain partial isothermal sections at 400°C, 520°C and 1000°C. Different annealing temperatures in different parts of the system were necessary because of the strongly varying melting points (between 423.7°C and 1980°C). In this work the titanium poor part up to 50 at.% titanium was investigated. Two ternary and one new binary compounds were found to exist, two of which could be structurally characterized (Al0.10-0.24Ge0.42-0.56Ti0.33, Al4Si5Zr3-typ, I41/amd, tI24) (Ge44Ti56, Ge4Sm5-typ, Pnma, oP36). DTA data were used to construct a ternary reaction scheme (Scheil) up to approximately 1300°C. Also, preliminary brazing experiments were performed in order to test the wetting behaviour and interface reactions. For these experiments the eutectic mixture of aluminium and germanium on one hand and the same mixture with additional titanium (6 at.%) on the other hand were used as solder, while AlTi, Al3Ti and Ti were used as bulk material. In the course of this work also some of the temperatures of the binary phase diagram Ge-Ti were measured again, indicating higher temperatures than previously published.

Schlagwörter in Englisch

phase diagram / diffusion brazing / aluminium / germanium / titanium

Abstract in Deutsch

Zur Untersuchung des Phasendiagramms wurden SEM (scanning electron microscopy), Pulver XRD (X-ray diffractometry) und DTA (differential thermal analysis) Messungen eingesetzt, um drei partielle isotherme Schnitte bei 400°C, 520°C und 1000°C im titanarmen Teil bis maximal 50 at.% Titan zu konstruieren. Die unterschiedlichen Temperaturen in den verschiedenen Teilen des Phasendiagramms waren notwendig, um trotz der stark variierenden Schmelzpunkte der einzelnen Phasen (zwischen 423,7°C und 1980°C) das thermodynamische Gleichgewicht zu erreichen. Im Zuge der Arbeit wurden zwei ternäre sowie eine neue binäre Verbindung im Ge-Ti System gefunden. Zwei dieser Verbindungen konnten bereits strukturell aufgeklärt werden (Al0,10-0,24Ge0,42-0,56Ti0,33, Al4Si5Zr3-Typ, I41/amd, tI24) (Ge44Ti56, Ge4Sm5-Typ, Pnma, oP36). Mit Hilfe der DTA Daten konnte ein ternäres Reaktionsschema bis 1300°C erstellt werden (Scheil Diagramm). Weiters wurden erste Lötversuche durchgeführt, bei denen die reine eutektische Mischung des Al-Ge Systems, sowie die eutektische Mischung mit einem Zusatz von 6 at.% Titan als Lot verwendet wurden. Als Substrat wurde AlTi, Al3Ti und Titan verwendet. Im Zuge der Arbeit wurden außerdem einige Temperaturen des binären Ge-Ti Phasendiagramms neu bestimmt. Die Messungen ergaben dabei etwas höhere Temperaturen als in früheren Publikationen.

Schlagwörter in Deutsch

Phasendiagramm / Diffusionslöten / Aluminium / Germanium / Titan

Dokumentenart: Hochschulschrift (Masterarbeit)
AutorIn: Bittner, Roland
Titel: Investigation of the aluminium-germanium-titanium phase diagram for brazing applications
Umfangsangabe: V, 92 S. : ill., graph. Darst.
Institution: Universität Wien
Fakultät: Fakultät für Chemie
Publikationsjahr: 2012
Sprache: eng ... Englisch
BetreuerIn: Richter, Klaus
BeurteilerIn: Richter, Klaus
Klassifikation: 35 Chemie > 35.90 Festkörperchemie
AC-Nummer: AC10812287
Dokumenten-ID: 21695
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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