1.2. Realbau

1.2.2. Eindimensionale Fehler (Linienfehler)

Abb. 1.2.2. Prinzip einer Stufen- und Schraubenversetzung; Burgers-Vektor ‣ SVG

Ordnung im Kristall entlang einer Linie (= Versetzungslinie) gest"ort Charakterisierung durch den sog. Burgers-Vektor D$\vec{b}$ Anschaulich dabei einen 'Kreis' um die Fehlordnung herum, und der Burgers-Vektor \vec{b} schlie"st diesen zum Idealkristall. wichtig f"ur mechanische Eigenschaften h"aufig bei Metallen/Legierungen 2 verschiedene Typen, die Stufen- und die Schraubenversetzung:

Stufen-Versetzung

Prinzip: eingeschobene Atomebene (Fl"ache) Versetzungslinie = Kante der eingeschobenen Atomebene Versetzungslinie $\perp$ Zeichenebene d.h. der Burgers-Vektor $\vec{b}$ liegt senkrecht zur Versetzungslinie Bedeutung f"ur mechanische Eigenschaften Scherkrafteinwirkung $\mapsto$ Gleitung stark erleichtert Abgleiten einer kompletten Fl"ache Die Gleitebene verl"auft dabei parallel zum Burgers-Vektor Wichtig wird damit die Zahl und Art der sogenannten 'Gleitsysteme'. Am günstigsten ist das Abgleiten dichtest gepackter Ebenen gegeneinander. Tabelle 1.2.2.1 zeigt die Zahl der Gleitsysteme sowie typische Scherspannungen in Metallen mit den drei Basisstrukturtypen:

Tab. 1.2.2.1. Klassifizierung von Phasenumwandlungen nach Buerger
	f.c.c.	b.c.c.	h.c.p.
kritische Scherspannung [N/mm₂]	0.35 - 0.70	35 - 70	0.35 - 0.70
Anzahl Gleitsysteme	12	48	3
Gesamteigenschaft	duktil	fest	relativ spr"ode
Beispiel	Cu	Fe	Cr

Wenn ein Metall oder eine Legierung in der kubisch-fl"achenzentrierten Struktur (f.c.c.) kristallisiert, ist es also wegen der vielen Gleitsysteme (die ja senkrecht zu alle vier Raumdiagonalen liegen und der damit verbundenen geringe Zahl kritischen Scherspannung) weich (duktil). Ein typische Beispiel sind die Elemente Kupfer, Silber und Gold. Die kubisch-dicheste Kugelpackung (b.c.c.) bestet nicht auch hexagonal dichten Schichten. Metall mit dieser Struktur sind fest, haben also hohe kritische Scherspannungen. Ein typisches Beispiel ist reines Eisen (Stahl etc.). Metalle und Legierungen mit hexagonal dichter Kugelpackung (h.c.p.) sind meist spr"ode, denn es gibt nur wenige Gleitsysteme. Ein typisches Beispiel ist elementares Chrom.

Schrauben-Versetzung

Eine Schrauben-Versetzung Idealkristall auseinanderschneiden (Schnitt-Ende = Versetzungsl. von A nach innen) verschoben wieder aneinanderf"ugen $\vec{b}$ $\parallel$ Versetzungslinie Es gibt auch Beispiele f"ur die Kombinationen von Stufen- und Schraubenversetzung generelle {\bf Eigenschaften} dieser Versetzungsarten Verschiebungs-Spannung w"achst mit L"ange von $\vec{b}$ Verschiebungs-Spannung nimmt mit Netzebenenabstand der Gleitebene ab !! kovalente + ionische Bindung $\mapsto$ sehr gleitresistent \underline{Versetzungsdichten} Angaben als Gesamtl"ange aller Versetzungslinien/Volumen typische Werte f"ur Metalle: - $10^2 - 10^8$ $cm^{-2}$ nach starker Deformation auch bis $10^{14}$ - d.h.: bei $10^8$ $\mapsto$ 1000 km Defekte / 1 $cm^3$ !!! \underline{H"artung durch Fremdatome} Fremdatome an Defektstellen eingebaut Wanderung des Defektes dadurch erschwert $\mapsto$ erh"ohte H"arte \underline{Nachweis der Defekte} z.B. "Atzgruben auf Kristalloberfl"achen (Durchsto"spunkte der Linien) Spannungsdoppelbrechung R"ontgentopographie

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Inhalt

1. Bau + Strukturen

2. Reaktionen + Synthesen

3. Eigenschaften + Anwendungen

Oxide