Lineare Defekte (1D)
Versetzung :
- schrauben Versetzung
- stufen Versetzung
- gemischte Versetzung
Ebene Defekte (2D)
Grenzflächen zwischen homogenen Bereichen des Materials.
- - kristallzwilling - stapelfehler - kleinwinkelkorngrenzen - korngrenzen - Materialoberfläche + (Energie)
Korngrenzen
- trennen Bereiche mit unterschiedlicher räumlichen Orientierung des Gitters
- Entstehung während der Erstarrung
- hohe Oberflächen Energie => größere Körner sind energetisch günstiger
- verhindern die Bewegung von Versetzungen
Kleinwinkelkorngrenzen
- kippelwinkel kleiner als 10 Grad
- durch eine Reihe übereinander angeordneten Versetzungen
Dreidimensionale Defekte (3D)
- Poren: Hohlräume im Kristall. Können Eigenschaften beeinflüssen
- Risse: beeinflussen mechanische Eigenschaften (Materialversagen)
- Einschlüssse: feste Fremdphasen
- Ausscheidungen: feste fremdphasen die aber durch die Verbindung zwischen Fremdatomen und Wirtsatomen entstehen können, wenn die löslichkeitsgrenze überschritten wird.
Materialdichte
- Metalle: metallische Bindungen, oft dicht gepackte Strukturen und schwere Elemente
- Keramiken und Gläser: kovalente/ionische Bindungen, meist keine dicht gepackte Strukturen, zT leichte Elemente
- Polymere: Sekundäre Bindungen, keine dicht gepackte strukturen, sehr leichte Elemente
Gleitsysteme
- Bei kristalline Materialien-> plastische Verformung entlang bestimmter Ebenen und Richtungen
- benötigte Spannung um ein Material plastisch zu verformen hängt von der Ausrichtung des Gleitsystems ab.
Primäre Gleitebene
- Ebene mit höherer atomare Dichte
- kleinere Kräfte nötig
Sekundäre Gleitebene
- Ebene mit niedrigem atomaren Dichte
- höhere Kräfte nötig
=> in 3D Ebene und Richtung sind wichtig -> Gleitsysteme
Kubisch Flächenzentriert (kfz)
- 4 Gleitebenen, 3 Gleitrichtungen => 12 Gleitsysteme
- viele Gleitsysteme => hohe Duktilität
- dicht gepackte Systeme => niedrige Festigkeit
Kubisch Raumzentriert (krz)
- 6 Gleitebenen, 2 Gleitrichtungen => 12 Gleitsysteme
- viele Gleitsysteme-> hohe Duktilität
- keine dicht gepackte Systeme -> hohe Festigkeit
=> hohe Zähigkeit
Hexagonal dichtest gepackt (hdp)
- 1 Ebene, 3 Richtungen => 3 Gleitsysteme
- zu wenig Gleitsysteme-> niedrige Duktilität (Spröde)
Bewegung einer Versetzung
- durch Bewegung von Versetzung -> geringe Kraft zum Verformen
- leichter entlang dicht gepackter Ebene und Richtung => wenn nicht vorhanden: andere GS mit mehr Kraft
Zwischengitteratome / Substitutionsatome
- Verzerrung der Gitterstruktur -> reduziert Bewegungsfreiheit von Versetzungen
Versetzungsauflösung
- Versetzungen verzerren die Gitterstruktur
- bei hohen Temperaturen Versetzung auch ohne externe Kräfte
- wenn sich zwei entgegengesetzte Versetzungen treffen -> Aufhebung
- Anzahl der Versetzungen nimmt ab
Plastische Verformung
- Versetzungen vermehren sich
- einige Versetzungen agieren als Hindernis für andere Versetzungen.
Versetzungen und Hindernisse
Zu wenig Versetzungen ( hohe Festigkeit ) => einige Versetzungen ( geringe Festigkeit, höhere Duktilität ) => zu viele Versetzungen ( höhere Festigkeit, geringe Duktilität )
