]> Festkoerperchemie Kap. 1.2.2.
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Inhalt 1. Bau + Strukturen 2. Reaktionen + Synthesen 3. Eigenschaften + Anwendungen
Vorlesung: Festkörperchemie

1. Bau von Festkörpern: Atomare und elektronische Strukturen

1.2.2. Eindimensionale Fehler (Linienfehler)


Vorlagen


Abb. 1.2.2. Prinzip einer Stufen- und Schraubenversetzung; Burgers-Vektor ‣ SVG
Ordnung im Kristall entlang einer Linie (= Versetzungslinie) gest"ort Charakterisierung durch \underline{Burgers-Vektor $\vec{b}$} 'Kreis' um Fehlordnung herum $\vec{b}$ schlie"st diesen zum Idealkristall wichtig f"ur mechanische Eigenschaften h"aufig bei Metallen/Legierungen 2 verschiedene Typen: \ding{202} {\bf Stufen-Versetzung} \underline{Prinzip} eingeschobene Atomebene (Fl"ache) Versetzungslinie = Kante der eingeschobenen Atomebene Versetzungslinie $\perp$ Zeichenebene $\vec{b}$ $\perp$ Versetzungslinie \underline{Bedeutung f"ur mechanische Eigenschaften} Scherkrafteinwirkung $\mapsto$ Gleitung stark erleichtert Abgleiten einer kompletten Fl"ache \fbox{\scriptsize Anim.GIF, VL 1.9} Gleitebene $\parallel$ $\vec{b}$ wichtig damit: Zahl und Art der sog. 'Gleitsysteme' g"unstig: Abgleiten dichtest gepackter Ebenen: \end{tabbing} \vspace*{-7mm}\hspace*{2cm}\tabcolsep2pt {\footnotesize \renewcommand{\arraystretch}{0.99} \begin{tabular*}{124mm}{|l||@{\extracolsep\fill}c|c|c|} \hline | f.c.c. | b.c.c. | h.c.p. (c/a $>$ 1.633) \hline \hline kritische Scherspannung $[N/mm^2]$ | 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 \hline \end{tabular*} } % \vspace*{-4mm} \begin{tabbing} XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXX \= XXXXXXX \= XXXXXXX \= XXXXXXX \= \kill $\mapsto$ mechanische Eigenschaften von Metallen/Legierungen: f.c.c. am duktilsten (viele Gleitsysteme, geringe krit. Scherspannung) z.B. Cu b.c.c.: fest (hohe krit. Scherspannung (keine dichtesten Schichten) z.B. Fe h.c.p.: meist spr"ode (wenige Gleitsysteme) z.B. Cr \ding{203} {\bf Schrauben-Versetzung} \fbox{\scriptsize VL 1.9} \underline{Prinzip} Idealkristall auseinanderschneiden (Schnitt-Ende = Versetzungsl. von A nach innen) verschoben wieder aneinanderf"ugen $\vec{b}$ $\parallel$ Versetzungslinie $\bullet$ {\bf auch Kombinationen} von Stufen- und Schraubenversetzung $\bullet$ 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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