Pattern formation in self-assembly metallic composite structures under non-isothermal growth conditions

Mikrostrukturdannelse eller mikrostrukturrespons til eksterne felt kan studeres in situ med forbedret oppløsning ved bruk av et nytt høy-energi røntgentransmisjonsmikroskop utviklet ved ESRF. Mikroskopet kan opereres både med monokromatisk og ikke-monokromatisk stråling, hvor det siste er mulig takket være et spesielt oppsett med røntgenlinser som minimerer kromatiske aberrasjoner. Ikke-monokromatisk stråling gir to størrelsesordener økning av fluksen i prøveposisjon, noe som muliggjør opptak av fullstendige tomografidatasett i løpet av 1-2 s, men romlig oppløsning under 200 nm, mens radiografidata med tilsvarende romlig oppløsning kan gjøres med eksponeringstider på millisekundnivå. Mikroskopet kan også opereres med såkalt Zernike fasekontrast som utvider anvendelsene til materialer som ellers ikke ville gi kontrast. Mulige anvendelser av mikroskopet har blitt demonstrert gjennom studier av mikrostrukturvekst i Al legeringer, og selvorganisering av polymerbaserte kolloider i såkalte fotoniske krystaller.

The project aims to further develop the recent high-resolution transmission X-ray microscopy (HRTXM) setup at beam line ID6 for time-resolved studies in 3D of evolving mesoscopic structures. To commission the setup in situ studies will be carried out on s elf-assembly patterns that form during growth of metallic composites in ternary eutectic systems. The in situ studies will focus on pattern formation physics outside the near-isothermal planar interface stability limits, and should if successful bring abo ut truly novel and unique information on self-organised eutectic structure formation in multicomponent systems. The patterns, composite interface morphologies and propagation dynamics constitute contrast objects that evolve in spatio-temporal ranges whi ch are very well studied to the performance of the HRTXM.