Kap 11: Gitterbaufehler, Realkristalle Flashcards
Was haben Realkristalle im Gegensatz zu idealen Kristallen?
Realkristalle haben Baufehler
Wie werden Baufehler unterteilt?
o Räumliche Fehler
o Flächige Fehler
o Linienförmige Fehler
o Punktförmige Fehler
Schematischer Aufbau Realkristall
Def: Korn
Als Körner bezeichnet man die vielen, kleinen Kristalle aus denen ein realer Werkstoff aufgebaut ist.
–> meiste besteht ein WK aus mehreren Körner, optimal wäre ein Bauteil aus nur einem einzigen Korn
Welche Fehler sind Punktförmig?
Leerstelle:
-fehlendes Atom
Fremdatome:
- (Substitutionsmischkristall)
- Atome werden durch Andere ersetzt (Silber statt Gold) - Einlagerungsmischkristall/interstitieller Mischkristall
- kleinere Atome lager sich in den Lücken der Größeren ab (
Frenkeldefekt:
-Atom springt an eine falsche Stelle
(durch eine hohe Energiezufuhr)
Def: Leerstelle
-punktförmiger Defekt
-o Unbesetzter Gitterplatz/fehlendes Atom
o Nimmt weniger Platz ein als das fehlende Atom
→ Nachbaratome beulen ein wenig in den frei gewordenen Raum aus
→ konkave Verzerrung des Gitters
Welche Linienförmigen Fehler gibt es?
-Stufenversetzung:
- Abgleiten einer Ebene in Folge von Schubspannung, die nur einen Teil belastet (oben/unten)
• Unterhalb der Stufenversetzung ist das Gitter aufgeweitet, oberhalb komprimiert
• Ebene, in der sich die obere Kristallhälfte gegen die Untere verschiebt heißt Gleitebene
Schraubenversetzung:
- Abgleiten in Folge von linienförmig wirkender Schubspannung auf eine Kante
- obere Hälfte verschiebt sich gegen Untere
Def: Gleitsystem
Gleitsystem = Gleitebene + Gleitrichtung
–> gibt Orientierung der plastischen Verformung an
Welche flächigen Fehler gibt es?
- Korngrenze
- Stapelfehler
- Zwilingsgrenze:
- Phasengrenze
- Anitphasengrenze
Def. Korngrenze
-schlecht zusammenpassende Übergangszone zwischen benachbarten Kristallen gleichen Gitters,
Def. Stapelfehler
Wird Regelmäßigkeit der angeordneten Ebenen (ABCABC) unterbrochen (ABCABABC), liegt ein Stapelfehler vor
–> es wird die sog. Stapelenergie dafür benötigt
Zwillingsgrenze
Kristallteile, die in einer symmetrischen Kipplage zum Grundkristall gewachsen sind.
-> tritt hauptsächlich in Werkstoffen mit geringer Stapelfehlerenergie auf (z.B. Aluminium)
Phasengrenze
-Phasengrenze (oder Phasengrenzfläche) beschreibt die Grenze an der Kristalle von unterschiedlichem Stoff und/oder Gittertyp aneinander stoßen.
Antiphasengrenze
adden
Räumliche Kristallbaufehler
- dreidimensione Fehler
- Ausscheidung (Ansammlung von chem. Verbindungen im Metall)
- Einschluss (Oxide, Sulfide)
- Mikroriss
- Mikropore
Werkstoffegefüge + Charakterisierungen
Umfasst das Gemenge der Kristallite, sowie alle gegebenfalls auftretenden Phasen und Defekte
Charakterisierungen:
- Art
- Form
- Größe
- Verteilung
- Orientierung
Diffusion
Zeit- und temperaturabhängige Wanderung von Atomen oder Molekülen in Stoffen
- > meist Ausgleich von lokalen Konzentrationsgradienten
- > selten Aufbau von Konzentrationsgradienten
Beispiel eines Ablaufs der Diffusion + Bezeichnungen
Dissfusionsarten
Diffusionsfluss
Stoffmenge m, die pro Zeitintervall t durch einen Querschnitt S transportiert wird 𝑗 = 1/𝑆 ∗ 𝑚/𝑡
- J = const.
- -> stationäre Diffusion
- J nicht const.
- -> nicht stationäre Diffusion
Konzentrationsgradient
Auftragen der Konzentration c der Gasmoleküle, die durch die Metallplatte diffundieren, über dem Diffusionsweg x
→ geneigte Gerade, die das Konzentrationsprofil kennzeichnet
Zusammenhang Diffusionfluss und Konzentrationsgradient
Konzentrationsgradient ist proportional zum Diffusionsfluss mit werkstoffabhängigem Diffusionskoeffizienten D
