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24.03.2015

Superstruktur für Heuslerlegierung am MLZ entdeckt

Rapid Access for SPODI

Mit dem Instrument SPODI enthüllten die Wissenschaftler die Struktur der Heuslerlegierung. © W. Schürmann / TUM

Erster publizierter Erfolg des neuen Rapid Access-Programms

Die Zeitschrift Acta Materialia veröffentlichte die Ergebnisse eines Experiments mit dem Instrument SPODI am MLZ, mit dessen Hilfe ein schnelleres Verfahren für die Strukturbestimmung von Formgedächtnislegierungen aus Nickel-Mangan-Indium entwickelt wurde. Diese Legierungen sind wegen ihrer besonderen Eigenschaften in den letzten Jahren sehr interessant geworden: sie besitzen ein Formgedächtnis, das durch ein Magnetfeld verändert werden kann. Dieses Verhalten basiert vor allem auf der Wechselwirkung von Kristallstruktur und magnetischer Ordnung und die wiederum bedingt, für welchen Einsatz sich diese Legierung anbietet.

Die Wissenschaftler kombinierten hochauflösende Neutronenpulverdiffraktometrie am Instrument SPODI und die Beugung mit Synchrotronstrahlung, um eine Ni2Mn1.44In0.56-Legierung zu untersuchen. Sie fanden dabei eine wellenartige (modulierte) Superstruktur, bei der die Position jedes sechsten Elementargitters identisch ist. Diese Superstruktur findet sich laut den beteiligten Forschern bei ähnlichen Legierungen aus Nickel, Kobalt, Mangan und Indium, deren martensitische Veränderung nahe der Raumtemperatur abläuft. Die Ergebnisse tragen dazu bei, den diesem Effekt zugrunde liegenden Mechanismus besser zu verstehen und die magnetischen und mechanischen Eigenschaften von zukünftigen Legierungen besser kontrollieren zu können.

Dieses Experiment und die schnelle Publikation sind ein eindrucksvoller Erfolg für das sogenannte Rapid-Access-Programm am MLZ. Normalerweise können Wissenschaftler zwei Mal jährlich einen Antrag auf Messzeit mit Neutronen stellen. Ein Expertengremium begutachtet diese Anträge, danach bekommt der Wissenschaftler die beantragte Messzeit zugeteilt, sofern die Kapazität noch zur Verfügung steht.
Seit Sommer 2013 gibt es jedoch auch die Möglichkeit eines schnellen Zugangs durch das neu aufgelegte Rapid-Access-Programm. Diese Anträge durchlaufen nur eine interne Begutachtung und es stehen pro Zyklus nur 3 Tage zur Verfügung. Nutzer, die Neutronen als zusätzliche Charakterisierungsmethode benötigen, haben maximal 12 Stunden Zeit für ihr Experiment; exakte Planung und Vorbereitung sind deshalb eine wichtige Voraussetzung, um daraus Nutzen zu ziehen. Die Nutzer haben das Rapid Access Programm mit der Möglichkeit des schnellen Zugangs zur MLZ-Infrastruktur sehr gut angenommen, die Anzahl der Anträge übersteigt auch hier bei weitem die Kapazität. Das Angebot gibt es allerdings nur für die Instrumente SPODI, PGAA, KWS-2 und ganz neu auch BIODIFF.

Originalpublikation:
Haile Yan, Yudong Zhang, Nan Xu, Anatoliy Senyshyn, Heinz-Günter Brokmeier, Claude Esling, Xiang Zhaoa and Liang Zuoa
Crystal structure determination of incommensurate modulated martensite in Ni–Mn–In Heusler alloys
Acta Materialia 88, 375

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