Charakterisierung von nichtmetallischen Einschlüssen mit Anteilen an Seltenen Erden

Michael Wallner

Nr.: 147

Seltene Erden wie Lanthan und Cer kommen in der Metallurgie unter anderem als Tracer zum Einsatz. Darunter versteht man das gezielte Zulegieren dieser Elemente zu unterschiedlichen Zeitpunkten in der Herstellung einer Stahlschmelze, um vor allem die Entstehung und die Modifikation von nichtmetallischen Einschlüssen über unterschiedliche Prozessschritte verfolgen zu können. Klassische Einschlusstypen, wie z.B. Tonerdeeinschlüsse (Al2O3) werden so markiert, wodurch sich neben der chemischen Zusammensetzung   auch die Morphologie der Partikel teilweise verändert. Diese Kombination stellt die detaillierte Einschlusscharakterisierung vor Herausforderungen. Einschlüsse mit Anteilen an La und Ce erscheinen im Rückstreuelektronenbild einer Rasterelektronenmikroskopieaufnahme in der Regel heller als die sie umgebende Stahlmatrix, während typische Oxide meist dunkler sind. Dies bedingt eine Anpassung der Grauwerteinstellungen bei automatisierten REM/EDX Messungen zur Einschlussanalyse sowie eine besondere Sorgfalt bei der Auswertung.  Zudem ist bisher nur wenig erforscht, wie sich diese Elemente bei der chemischen oder elektrolytischen Extraktion verhalten. Ziel der Bachelorarbeit ist es, Extraktionsversuche an vorhandenen Stahlproben mit unterschiedlichen Gehalten an La und Ce durchzuführen und das Ergebnis mit manuellen und automatisierten REM/EDX Messungen zu vergleichen. Es soll evaluiert werden, ob La und Ce durch unterschiedliche Elektrolytlösungen stärker angegriffen bzw. aufgelöst werden. Darauf aufbauend soll eine optimale Vorgehensweise für die Extraktion von Einschlüssen unter Anwesenheit von Seltenen Erden erarbeitet werden.

Projektinhalt

  • Kompakte Literaturstudie
  • Planung und Durchführung von Extraktionsversuchen (Probenvorbereitung, Elektrolytauswahl, Filtration, ….)
  • Mitarbeit bei der Analyse der extrahierten Einschlüsse mittels Rasterelektronenmikroskopie
  • Auswertung und Aufbereitung der REM-Ergebnisse basierend auf den Extraktionsversuchen sowie aus automatisierten Einschlussmessungen an Schliffproben
  • Vergleich der Ergebnisse aus den beiden Charakterisierungsmethoden
  • Erarbeitung einer optimalen Extraktionsstrategie für die gegebenen Anforderungen
  • Diskussion und Zusammenfassung der Ergebnisse

Erstellen einer Bachelorarbeit

Advisors

Susanne Michelic

assoz.Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont.
Inclusion Metallurgy and Metallographic Lab

Kathrin Thiele

Dipl.-Ing.
PhD-candidate - Inclusion Metallurgy
2021-04-16T13:33:08+02:00
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