II. Wissenschaftliche Vorträge

und Übergänge von Morphologien in Diagrammen klassifiziert. In systematischen
Parameterstudien wurden weiterhin Musterbildungen in Abhängigkeit der Mate-
rialparameter und Prozessführungsbedingungen analysiert und über Datenanaly-
severfahren Kenngrößen der Wirkzusammenhänge bestimmt. Als Beispiel ist in
Abb. 4 das Wachstum eutektischer Kolonien aus einer unterkühlten Schmelze ei-
ner ternären Legierung gezeigt. Abhängig von der Legierungszusammensetzung
und den Erstarrungsbedingungen bilden sich charakteristische Mikrostruktur-
kenngrößen und Gefüge.



Abb. 4: Simulierte Mikrostruktur einer ternären metallischen Legierung mit grobskaligen Kolonien undfeinska-
ligen eutektischen Lamellen, Graphik von Michael Kellner, IAM-MMS/KIT.

Vielkorn- und Vielpartikelsysteme: Weiteres Potenzial der Phasenfeldsi-
mulationen besteht in der Behandlung dynamischer Grenzflächenvorgänge wie
z. B. bei der Vergröberung von polykristallinen Korngefügen oder dem Sintern von
Pulvcrpartikeln. Aus großskaligen Simulationsergebnissen werden abhängig von
kinetischen und grenzflächenspezifischen Eigenschaften Kornwachstumsgesetze
hergeleitet, die Diffusion entlang von Korngrenzen beschrieben und Größen- und
Formverteilungen bestimmt. Die Modellgleichungen für Vielkorn- und Vielpar-
tikelsysteme wurden vollständig in 3D implementiert und werden mit effizienten
adaptiven Konzepten sowie parallelen Algorithmen auf Hochleistungsrechner-
systemen numerisch gelöst. In aktuellen Simulationsstudien wurde das Verhalten
abnormal großer Körner in einer polykristallinen Mikrostruktur untersucht. Die
Verdichtung von Partikeln während des Festkörpersinterns wurde in aktuellen 3D
Phasenfeldsimulationen unter Berücksichtigung der dominanten Diffusionsme-
chanismen simuliert (Abb. 5).

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