Realkristall, Gitterfehler und Gefüge

Question 1

Wonach lassen sich verschiedenste Gitterfehler kategorisieren ?

Nenne alle Arten von Gitterfehler(+jeweils Beispiele)

Answer 1

Einteilung der Gitterfehler nach geometrischer Ausbildung
—> nach Dimension = Anzahl der Raumrichtungen in denen der
Fehler atomare Abmessungen (>10^-10m) überschreitet

Gitterfehler:
- nulldimensionale = punktförmige Gitterfehler
—> Leerstellen, Zwischengitter-,Interstitions-, Substitutionsatom

• eindimensionale = linienförmige Gitterfehler
  —> Versetzungen (Stufen- und Schraubenversetzungen)
• zweidimensionale = flächenförmige Gitterfehler
  —> Korn-, Zwillings-,Phasen-,Antiphasengrenzen, Stapelfehler
• dreidimensionale = räumliche Gitterfehler
  —> Mikrorisse, Ausscheidungen, Dispersionen, Poren, Lunker

Question 2

Eigenschaften Realkristall?

Answer 2

• nicht perfekt
• besitzt Oberfläche
• Gitterschwingungen bei T > 0K
• verfügt über strukturelle Defekte
  (normal ca. 1%, hochrein: 10^-10% —> 10^13 Fehlstellen/cm^3)

Question 3

Eigenschaften Idealkristall:

Answer 3

• gesamte Kristall ist über translatorische Aneinanderfügung von Elementarzellen darstellbar
• alle Atome befinden sich auf ihrer „richtigen“ Gitterposition
  —> strenge Fernordnung
• Kristall ist unendlich ausgedehnt

Question 4

Gitterfehler sind:

Answer 4

• Kristalldefekte
• Fehlordnungen
• Symmetrieverletzungen

→ jede Abweichung von einer streng periodischen Anordnung der
Gitterbausteine im Kristall

Question 5

Welche Arten von punktförmige Gitterfehlern gibt es?

+ beschreibe die jeweilige Art!

Answer 5

Leerstelle:
- Gitterplatz ist nicht besetzt (siehe Abb. Lektion02)

Zwischengitteratom:
- ein Zwischengitterplatz ist besetzt(siehe Abb. Lektion02)

Fremdatom:
- Substitutionsatom oder Interstitionsatom!!!!!!(Abb. Lektion 2)
—> gibt extra Card dazu
- ein nicht zum Gitter gehörendes Atom ist im Gitter gelöst
—> Kristall wird nun Mischkristall genannt

Question 6

Nulldimensionale = punktförmige = atomarer Gitterfehler

Eine Art ist ein Fehler durch ein Fremdatom:
—> beschreibe den Fehler
—> zwischen was kann man unterscheiden?

Answer 6

Fremdatom
—> nicht zum Gitter gehörendes Atom ist im Gitter gelöst
—> Kristall wird nun Mischkristall genannt

1) Substitutionsatom(Austauschatom):
- ein nicht zum Gitter gehörendes Substitutionsatom befindet sich
auf einem Gitterplatz
- ein reguläres Atom des (Wirts-)gitters wird durch ein Fremdatom
AUSGETAUSCHT (substituiert)
—> MK heißt: Substitutionsmischkristall
- eher größere Atome werden auf regulären Gitterplätzen gelöst
- es besteht ein Spannungsfeld um dieses Fremdatom im Gitter

Interstitionsatom(Einlagerungsatom):
- nicht zum Gitter gehörendes Atom befindet sich auf einem Zwsgitterplatz (ein Fremdatom wird interstitiell in Gitterlücke eingelagert)
—> Mk heißt demzufolge Interstitionsmischkristall(Einlagerungsmk)
- eher kleinere Atome(H, B, C, N, O) werden in Gitterlücken gelöst
- die Löslichkeit ist eher gering
- es besteht ein Spannungsfeld um dieses Fremdatom im Gitter

—> Abb. Jeweils unter Lektion02

Question 7

Was ist der Unterschied zwischen Zwischengitteratom und Interstitionsatom?

/Gemeinsamkeiten

Answer 7

• bei beiden Gitterfehlern sitzen die Atome nicht auf dem regulären Gitterplatz, sondern dazwischen
• ein Interstitionsatom ist allerdings ein Fremdatom
  —> ein Zwischengitteratom glaub nicht (nach Abb. Lektion2)

Question 8

Nulldimensionale(punktförmige) Gitterfehler haben Bedeutung für?

Answer 8

• Diffusion im Festkörper
• Legierungsbildung
• Mischkristallverfestigung
• Ionenleitfähigkeit eines Kristalls

Question 9

Was sind die Folgen von Substitutionsatom- und Interstitionsatomen?

Answer 9

• Verspannungen
  —>können Eigenspannungen und Eigendeformationen auftreten
  —> GRÖßENEFFEKT
• Veränderungen des elastischen und plastischen Verhaltens
• Grund: lokale Änderung der Bindungskräfte
• Schubmodul G und Elastizitätsmodul E ändern sich
  —> MODULEFFEKT