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Werkstoffkunde > Gitterbaufehler, Gefüge > Flashcards

Gitterbaufehler, Gefüge Flashcards

1
Q

Was ist Zähigkeit?

A
  • der Widerstand gegen den Bruch
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2
Q

Gibt es perfekte Kristalle?

A

-es gibt in der Natur keine perfekten Kristalle

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3
Q

Was sind reale Kristalle?

A

-Kristalle, die Gitterbaufehler enthalten

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4
Q

In wie viele Klassen kann man Gitterbaufehler einteilen?

A
  • in 4 große Klassen
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5
Q

Was sind die 4 großen Klassen der Gitterbaufehler?

A

-nulldimensionale Gitterbaufehler (o. ,,Punktdefekte“)
-eindimensionale Gitterbaufehler (o. ,,Versetzungen“, ,,Liniendefekte“)
-zweidimensionale Gitterbaufehler (o. ,,Flächendefekte“)
-dreidimensionale Gitterbaufehler (o. ,,Volumendefekte“)

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6
Q

Was ist das Ordnungskriterium der 4 großen Klassen der Gitterbaufehler?

A

-Dimensionalität

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7
Q

Was sind die Eigenschaften der 4 großen Klassen der Gitterbaufehler?

A

-nulldimensional->Leerstellen, Zwischengitteratome
-eindimensional->Versetzungen
-zweidimensional->Korngrenzen, Stapelfehler
-dreidimensional->Ausscheidungen, Hohlräume

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8
Q

Was ist eine Leerstelle?

A

-nicht besetzter Gitterplatz

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9
Q

Wodurch ist die Konzentration der Leerstellen im thermodynamischen Gleichgewicht gegeben?

A

cL ist ungefähr = exp (-HL/RT)
->R= allgemeine Gaskonstante
->HL= Bildungsenthalpie für Leerstellen

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10
Q

Wo können Leerstellen sonst noch vorkommen außer im thermodynamischen Gleichgewicht?

A

-können zusätzlich erzeugt werden
—>z.B durch Verformung, Neutronenbeschuss, u.a.

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11
Q

Was ist ein interstitielles Fremdatom?

A

-Atom, das in ein Zwischengitter eingebaut werden kann

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12
Q

Wovon spricht man wenn ein Atom auf einem Gitterplatz durch ein Fremdatom ersetzt wird?

A

-substitutioneller Fremdatom

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13
Q

Was sagt die Boltzmann-Statistik aus?

A

-je höher die Temperatur, desto höher die Wahrscheinlichkeit auf Leerstellen.

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14
Q

Was sind die resultierenden Gitterverzerrungen von nulldimensionalen Defekten?

A
  1. Leerstellen
    2.Zwischengitteratom
  2. großes Fremdatom auf Gitterplatz
    4.kleines Fremdatom auf Gitterplatz
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15
Q

Was sind Versetzungen?

A
  • eindimensionale oder linienhafte Gitterbaufehler in Kristallen
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16
Q

Wie verläuft plastische Verformung in der Regel?

A

-von z.B Metallkristallen:
> über Bildung, Wanderung (Gleiten) & Wechselwirkung von Versetzungen

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17
Q

Wie wären Kristalle ohne Versetzung von Kristallen?

A

-spröde wie Glas

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18
Q

Welche Probleme können bei Versetzungen auftreten?

A

-Versetzungen behindern sich gegenseitig

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19
Q

Was für ein Prozess ist das der Stufenversetzung?

A

-sukzessiv

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20
Q

Was ist notwendig zum Gleiten?

A

-Schubspannung

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21
Q

Was ist wichtig bei einer Versetzungslinie im Gitter?

A

-muss stets in sich geschlossen sein

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22
Q

Was passiert wenn 2 Versetzungen auf einer Gleitebene sind?

A

-sie stoßen sich ab

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23
Q

Was passiert wenn es genügend hohe Schubspannungen gibt bei Gleitbändern?

A

-die Gitterblöcke entlang der Gleitlinie werden ,,stufenweise“ verschoben, bis die Versetzung die Oberfläche erreicht

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24
Q

Was geschieht wenn die Versetzung bei Gleitbändern die Oberfläche erreicht?

A

-es entstehen an der Oberfläche des Kristalls Stufen atomarer Dimensionen

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25
Q

Was geschieht wenn in einer Ebene weitere Versetzungen durch den Kristall wandern?

A

-es bilden sich makroskopisch sichtbare Stufen
—>das sind die Gleitbändern

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26
Q

Was ist für die Kletterbewegung von Versetzungen notwendig?

A

-Leerstellen im Gitter

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27
Q

Was für ein Prozess ist Klettern?

A

-thermisch aktiver Prozess (nur bei höheren Temperaturen)

28
Q

Was passiert mit den Leerstellen?

A

-diffundieren in den Versetzungskern

29
Q

Was geschieht wenn die Leerstellen in den Versetzungskern diffundieren?

A

-es kommt zu ,,Sprüngen“, das sogenannte ,,Kinken“ in der Versetzungslinie

30
Q

Durch welchen Maß ist die Menge an Versetzungen in einem Kristall definiert?

A

-Versetzungsdichte N
->N= (Gesamentlänge Versetzungen) / Kristall-Volumen mit (N)= cm/cm hoch 3= cm hoch -2

31
Q

Was ist die typische Versetzungsdichte in normalen Kristallen?

A

-bis zu 10 hoch 12 cm hoch -2

32
Q

Beispiele Versetzungsdichte

A

Versetzungsfreies Silizium- für Si-Technologie: N= 0 cm hoch -2
- ,,gute“ Einkristalle (fürs Labor gezüchtet): N= (10 hoch 3-10 hoch 5) cm hoch -2
-normale Kristalle (inkl. Polykristalle): N= (10 hoch 5-10 hoch 9) cm hoch -2
-stark verformte Kristalle: N= 10 hoch 12 cm hoch -2

33
Q

Was sind flächenhafte Defekte?

A

-eine Grenzfläche zwischen 2 Körpern

34
Q

Was ist jeder flächenhafte Defekt?

A

-Grenzfläche zwischen 2 Körpern

35
Q

Was kann man einem flächenhaften Defekt zuschreiben?

A

-eine Grenzflächenenergie analog der Oberflächenenergie

36
Q

Was sind typische Oberflächenenergie z.B.?

A

-gamma(Polyethylen)= 20mJ/Quadratmeter
-gamma(Glas)= 300mJ/Quadratmeter
-gamma(Fe)= 2100mJ/Quadratmeter

37
Q

Von welchen zweidimensionalen Defekten spricht man (abgesehen von der Oberfläche) im Wesentlichen?

A

-Phasengrenze
-Korngrenze
-Stapelfehler

38
Q

Was ist eine Phasengrenze?

A

-Grenzfläche zwischen 2 verschiedenen (festen) Körpern

39
Q

Was ist eine Korngrenze?

A

-Grenzfläche zwischen 2 identischen, aber zueinander beliebig orientierten Kristallen

40
Q

Was ist ein Stapelfehler?

A

-Fehler durch fehlende bzw. zusätzliche Netzebene in der Stapelfolge (verwandt mit Versetzungen)

41
Q

Was kann man zu Phasengrenzen sagen?

A

-häufigsten und zudem sehr leicht zu verstehende Defekte

42
Q

Wie ist eine Phase definiert?

A

-homogener, unterscheidbarer und mechanisch abtrennbarer Teil eines gegebenen Materials mit gegebener chemischer Zusammensetzungen und Struktur

43
Q

Phasengrenzen umfassen eine Viezahl von möglichen Grenzflächen, zum Beispiel zwischen?:

A

-kristallinem Si & einer amorphen SiO2-Oberflächenschicht
-dem Fe-Kristall & den darin eingelagerten Graphitpartikeln des Gusseisens,
-dem Stahlgeflecht & dem Gummi beim Stahlgürtelreifen,
-den Glimmer- und Feldspatteilchen des Granits oder
-zwischen den Bestandteilen von Beton (Kies, Sand, Hydratkristalle)

44
Q

Wie heißt die Grenzflächen zwischen 2 Kristallen identischer Bauart & Zusammensetzung, aber verschiedener Orientierung

A

-Korngrenze

45
Q

Wo startet die Kristallisation von Schmelzen?

A

-i.dR. An mehreren Orten, den Keimen

46
Q

Wie bilden sich Kristallisationskeime?

A

-mit zufälliger Orientierung & wachsen durch Kristallisationspunkt der Schmelze an deren Oberfläche

47
Q

Wo entstehen Korngrenzen (Großwinkelkorngrenzen)?

A

-dort wo Kristallisationsfronten aufeinander treffen

48
Q

Wie können Korngrenzen sichtbar gemacht werden?

A

-durch Polieren und ,,Anätzen“ im Auflichtmikroskop

49
Q

Was passiert aufgrund der schlechteren Packungsdichte?

A

-entlang der Korngrenze bietet diese dem Ätzmittel eine größere Angriffsfläche

50
Q

Was passiert entlang der Korngrenzen wenn dem Ätzmitel eine Angriffsfläche geboten wird?

A

-es werden Grübchen in die polierte Oberfläche geätzt
-> erscheinen im Mikroskop als dunkle Linien

51
Q

Was ist die Dimension von Körnern?

A

-einige nm bis mm

52
Q

Wie entstehen Stapelfehler?

A

-wenn in der Stapelfolge der Netzebenen z.b des hexagonalen Gitters ein Fehler auftritt
—> ABCABC—>ABCabABC

53
Q

Wie heißen die Stapelfehler die auftreten können?

A

-intrinsische Stapelfehler (B-Ebene fehlt)
-extrinsischer Stapelfehler (A-Ebene ist zusätzlich vorhanden)

54
Q

Wodurch sind Stapelfehler immer begrenzt?

A

-durch die Oberfläche des Materials oder durch Partialversetzungen

55
Q

Was kann in kubisch primitiven Gittern auftreten?

A

-Stapelfehler, wenn Versetzungen in 2 Teilversetzungen aufspalten

56
Q

Was sind Versetzungen fast immer in kubisch nicht-primitiven Gittern?

A

-Stapelfehler

57
Q

Was passiert dann zwischen den begrenzenden Partialversetzungen in kubisch nicht-primitiven Gitttern?

A

-der Kristall ist gestört

58
Q

Warum können die Partialversetzungen näher oder weiter voneinander entfernt sein?

A

-es kommt auf die Größe der Stapelfehlenergie (SFE)

59
Q

Was können Stapelfehler ähnlich den Versetzungen?

A

-gleiten & klettern

60
Q

Was gehört zu den dreidimensionalen Gitterbaufehlern?

A

-alle absichtlichen oder unbeabsichtigten räumlichen Störungen
->Riss, Poren, Einschlüsse (unbeabsichtigt, z.B Gießprozess)
->Ausscheidungen (erwünschte Anteile zweiter Phasen)

61
Q

Was versteht man unter Gefüge?

A

-Art, Anzahl, Ausrichtung und Anordnung von Gitterbaufehlern-> 4 As

62
Q

Was sind Aussagen über das Gefüge?

A

-,,polykristallin - einkristallin“, ,,einphasig - mehrphasig“ oder ,,grobkörnig - feinkörnig“

63
Q

Mit welchen Fragen beschäftigen sich Materialwissenschaften

A

-Wie sind Materialeigenschaften & Gefüge gekoppelt?
-Wie lassen sich Gefüge gezielt einstellen & ändern?
-Wie ändern sich Gefüge unter vorgegebenen Umständen?

64
Q

Was wird von der chemischen Zusammensetzung bestimmt?

A

-Basis der Eigenschaften eines Werkstoffs

65
Q

Wodurch können Eigenschaften signifikant verändert werden?

A

-durch Struktur & Gefüge

66
Q

Was ist ein Merksatz über das Gefüge?

A

-Je metastabiler das Gefüge desto leistungsfähiger der Werkstoff

67
Q

Was sind Probate Mittel zum Einstellen metastabiler Gefüge?

A

-Abschrecken
-explosionsartiger Lösungsmittelentzug

Werkstoffkunde (5 decks)

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