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Kristalle enthalten Kristallgitterdefekte, die man nach ihrer Dimensionalität
einteilt | |
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Nulldimensionale Defekte oder Punktdefekte,
Punktfehler" atomare Defekte. |
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EindimensionaleDefekte oder "Versetzungen. | |
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Zweidimensionale Defekte oder Flächendefekte. |
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Dreidimensionale Defekte oder Volumendefekte. | |
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Intrinsische nulldimensionale Defekte sind
Leerstelle und (Eigen)zwischengitteratom; sie müssen
für thermisches Gleichgewicht mit einer Konzentraion ni vorhanden sein |
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Ev,iF = Bildungesenthalpie der Leerstelle
(V)
oder des Zwischengitteratoms (i) |
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Extrinsische nulldimensionale Defekte sind
interstitielle und substitutionelle Fremdatome;
ihre Konzentration ist ""fremdbestimmt". | |
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Die Diffusion von atomaren Fehlstellen ist
die Grundlage fast aller Materialbearbeitung! | |
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Versetzungen sind durch Linienvektor
t und Burgersvektor
b gekennzeichnet | |
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Die geometrische Konfiguration kann am einfachsten durch eine "Schneiden und Verschieben"
Konstruktion veranschaulicht werden | |
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Regeln: Burgersvektor b = kleinstmöglicher Translationsvektor des
Gitters; Linienvektor t im Prinzip beliebig, aber meist auf dichtest gepackter Ebene. |
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Stufenversetzung: Winkel(b, t)
= 90o
Schraubenversetzung: Winkel(b, t) = 0o |
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Versetzungsdichte
rV = Gesamtlänge aller Versetzungen pro cm |
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Versetzungen ermöglichen plastische
(= bleibende) Verformung;
ohne (bewegliche) Versetzungen
wären alle Kristalle spröde. |
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rV
» (103 - 1012) cm–3
je nach Verformungszustand |
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Flächendefekte sind die Oberfläche,
Korn-und Phasengrenzen sowie Stapelfehler;
sie sind durch ihre Energie g pro cm–2 gekennzeichnet |
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Stapelfehler |
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In den üblichen Polykristallen dominieren die dann
immer reichlich vorhandene Korngrenzen einige wichtige Eigenschaften. |
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Phasengrenzen begrenzen notwendigerweise den dreidimensionalen Defekt "Ausscheidung";
Stapelfehler sind durch Versetzungen berandet. | |
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Volumendefekte sind in erster Linie Einschlüsse von 2. Phasen ("Ausscheidungen" oder "Präzipitate") und
"Voids", Hohlräume |
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Ausscheidungen sind extrem wichtig für z.B. Metallurgie. Sie entstehen durch Zusammendiffundieren
von Fremdatomen | |
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Die erforderliche Keimbildung muß jedoch immer zuerst
eine Energiebarriere überwinden |
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Die durch die Ausscheidungsbildung erzeugten mechanischen Spannungen können durch Versetzungserzeugung
abgebaut werden | |
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© H. Föll (MaWi 1 Skript)
