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Promotion von Christian Karrasch

Am 28. Januar 2016 unterzog sich Herr Christian Karrasch an der Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität Bochum mit sehr gutem Ergebnis der Verteidigung seiner Dissertationsschrift "Solidification Kinetics in Undercooled Pure Iron and Iron-Boron Alloys under Different Fluid Flow Conditions” und der Promotionsprüfung zum Dr. rerum naturarum

Herr Karrasch verwendete das elektromagnetische Levitationsverfahren zum behälterfreien Unterkühlen und Erstarren von reinem Eisen und Eisen-Bor Legierungen unterschiedlicher Konzentration. Dieses Legierungssystem ist nicht nur von hoher Bedeutung in der Werkstofftechnik, in amorpher Form findet man diese Legierung als Diebstahlsicherung in jedem Kaufhaus, sondern ebenfalls von großem Interesse für mehr grundlagenorientierte Forschung. So lassen sich im Bereich geringer B-Konzentration das bei rascher Erstarrung tief unterkühlter Schmelzen auftretende Phänomen der Zwangslösung von B im übersättigten Mischkristall, bei höheren Konzentrationen die konkurrierende Kristallisation einer kubisch-raumzentrierten gegen eine kubisch-flächenzentrierte Phase und bei 17 at% B das eutektische Wachstum und sogar die Glasbildung aus der unterkühlten Schmelze studieren.

Herr Karrasch führte in situ Untersuchungen an kugelförmigen Proben aus, die mit der elektromagnetischen Levitation bis zu 300 K unter ihren Schmelzpunkt unterkühlt wurden. Die Propagation der Erstarrungsfront beobachtete er mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Die Aufnahmen geben experimentelle Daten zur Geschwindigkeit, mit der die Kristallisationsfront durch die unterkühlte Schmelze wandert und gleichzeitig liefern sie die Morphologie der fest-flüssig Grenzfläche. Erstmals prüfte Herr Karrasch mit Erfolg den Einsatz einer Infrarot Kamera, die mit hoher Frequenz misst und scharfe Bilder der fest-flüssig auch bei niedrigen Temperaturen liefert.

Vergleichende Messungen in reduzierter Schwerkraft und in starken Magnetfeldern liefern Erkenntnisse über den Einfluss konvektionsbedingter Transportphänomene auf die Erstarrungskinetik der unterkühlten Schmelze. Die Experimente in reduzierter Schwerkraft erfolgten unter Nutzung der TEMPUS-Anlage bei Parabelflugmissionen und die Messungen in starken Magnetfeldern bis zu 4 Tesla wurden am Hochfeldlabor der North-Eastern University in Shenyang (China) durchgeführt.

Während seiner Arbeit war Herr Karrasch Mitarbeiter in der Gruppe “Unterkühlung von Materialien” von Professor Dieter Herlach, der gleichzeitig auch das Referat über die Arbeit übernommen hatte. Herr Professor Westerholt von der Ruhr-Universität Bochum fungierte als Korreferent und Herr Priv.-Doz. Dirk Holland-Moritz leistete als Mitbetreuer am Institut für Materialphysik Unterstützung in der Betreuung der Arbeit.

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