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Werkstofftechnik 1 - Zweidimensionale Gitterstörungen

Kursangebot | Werkstofftechnik 1 | Zweidimensionale Gitterstörungen

Werkstofftechnik 1

Zweidimensionale Gitterstörungen

Zu den zweidimensionalen oder Flächen-Gitterstörungen zählen Korngrenzen und Stapelfehler. Hierbei unterscheidet man weiter zwischen Groß- und Kleinwinkelkorngrenzen. Die Unterscheidung der Grenzen zwischen den beiden Arten ist nicht genau definiert und liegt bei einem Orientierungsunterschied von 5° zwischen beiden Kristallen. Ferner zählen Leerstellenzonen und Fremdatomzonen zu den zweidimensionalen Gitterstörungen.

1. Fremdatomzone, 2. Leerstellenzone
1. Fremdatomzone, 2. Leerstellenzone

Großwinkelkorngrenzen

Unter der Großwinkelkorngrenze versteht man eine Übergangszone mit einer ungefähren Dick von 2-3 Atomabständen, in welcher die Atome nicht regelmäßig angeordnet sind. Ein hierbei auftretender Sonderfall ist die Zwillingsgrenze, bei der die Atome auf Gitterplätzen liegen, die beiden Kristallzwillingen gemeinsam sind. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von kohärenten Zwillingsgrenzen. 

5. Großwinkelkorngrenze
5. Großwinkelkorngrenze

Kleinwinkelkorngrenzen

In Kleinwinkelkorngrenzen werden Bereiche mit fast störungsfreien Übergängen zwischen den Kristallen nur durch wenige Stufenversetzungen unterbrochen, die den Unterschied ausgleichen. Tritt der Fall auf, dass Kristallteile gegeneinander gedreht sind, so werden diese durch Schraubenversetzungen ausgeglichen. Die Ursache für Kleinwinkelkorngrenzen liegt in der Polygonisation

3. Zwillingsgrenze, 4. Kleinwinkelkorngrenze
3. Zwillingsgrenze, 4. Kleinwinkelkorngrenze

Stapelfehler

Ein Stapelfehler liegt vor, wenn beispielsweise in einem kubisch flächenzentrierten Gitter der Zählrhythmus in der Schichtfolge beispielsweise bei hexagonalen Gitter nicht

ABC ABC ABC ...[ungestört] sondern ABC ABC AB AB ABC.. [gestört] verläuft. Dies bedeutet, dass der Zählrhythmus vorübergehend in der Stapelfolge des hexagonal dichtesten Packung abweicht. Die Ursache für Stapelfehler liegt beispielsweise in der Aufspaltung von vollständigen Versetzungen zwischen resultierenden Teilversetzungen. Um einen derartigen Stapelfehler zu erzeugen, bedarf es einer Stapelfehlerenergie $\gamma$. 

Je höher diese Energie umso geringer ist die Aufspaltungsweite von Teilversetzungen.