Behälterfreies Prozessieren von Schmelzen

Berührungsfreie Schmelz- und Erstarrungsverfahren ohne jeglichen Kontakt mit Behältern werden vor allem benutzt, um Verunreinigungen der Schmelze durch Reaktionen mit Tiegelmaterialien zu vermeiden. Bei hohen Temperaturen reagieren viele flüssige Metalle (z. B. Niob, Tantal, Zirkon) und Halbleiter (Silizium) mit nahezu jeder Substanz. Daher werden die Experimente auch in hochreiner Umgebung, d. h. im Vakuum oder in Schutzgasatmosphäre, durchgeführt. Darüberhinaus wird die heterogene Keimbildung (s. Kap. 5), die sonst durch den Kontakt mit Behälterwänden, Verunreinigungen, Oxidbildung auftritt, stark reduziert, so daß die Schmelze auch bei geringen Kühlraten von wenigen K/s weit unter die Schmelztemperatur unterkühlt werden kann. Behälterfreie Verfahren gestatten somit die Untersuchung der physikalischen Eigenschaften und des Erstarrungsverhaltens hochreiner flüssiger Metalle und Halbleiter, insbesondere auch im Bereich der tief unterkühlten Schmelze. Im wesentlichen bieten die behälterfreien Verfahren die folgenden Möglichkeiten: Untersuchung von Keimbildungsprozessenschnelle Erstarrung (in tief unterkühlten Schmelzen)Bildung metastabiler Phasen und Gefüge;Messung thermophysikalischer Eigenschaften (Dichte, Oberflächenspannung, Viskosität, spez. Wärmekapazität, elektrische Leitfähigkeit) von Schmelzen auch bei T < T _m ,Herstellung von hochreinen Materialien.