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Zwei Grenzfälle: |
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In der gezeichneten Lage würde erst nach Drehung eines
Korns um a eine exakte low- S Orientierung vorliegen. Zusammenfügen wie
gezeichnet erzeugt damit Korngrenzen die nicht in einer exakten low-
S Orientierung liegen. |
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Energetisch günstiger kann die Einführung von
Korngrenzenversetzungen sein: |
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| Eine "Wand" von Stufenversetzungen
ermöglicht die notwendige Anpassung |
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Ein Netzwerk (nicht notwendigerweise quadratisch)
von Schraubenversetzungen ermöglicht die Drehung |
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Damit besteht folgende Situation: |
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Zwischen den Versetzungen ist eine exakte "low
S-Orientierung" |
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Die gesamte Fehlpassung ist auf die Versetzungen
konzentriert |
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Damit einerseits Energieabsenkung zwischen den
Versetzungen, andererseits Energieerhöhung durch die Versetzungen
mit der Optimierung und damit Konsequenz: |
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Korngrenzen mit Korngrenzenversetzungen sind
für kleine Abweichungen von einer "low S-Orientierung" i.a. günstiger als Korngrenzen
ohne Versetzungen. |
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Die Burgersvektoren der Korngrenzenversetzungen sind
notwendigerweise Vektoren des zum Koinzidenzgitters gehörenden DSC
Gitters. |
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Frage: Wie wird das
CSL-Gitter und das zugehörige DSC-Gitter berechnet? |
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Allgemeiner Fall für Korngrenzen: Zwei sich
durchdringende Bravais Gitter des gleichen Typs (also auch z.B. trikline
Gitter) und identischer Gitterkonstante |
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Noch allgemeiner für Phasengrenzen: Zwei sich
durchdringende Bravais Gitter verschiedenen Typs und verschiedener
Gitterkonstanten (Dann müssen nicht notwendigerweise Lösungen, d.h.
Koinzidenzgitter existieren). |
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Antwort: Mit Mühe und nach W.
Bollmann:
"Crystalline Defects and Crystalline Interfaces", Springer 1970 |
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Einige Lösungen für fcc Kristalle |
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| S |
Erzeugung |
b aus DSC-Gitter |
| 1 |
"Kleinwinkelkorngrenze" |
a/2 <110>, evtl. aufgespalten |
| 3 |
Zwillingskorngrenze |
a/6 <112>, a/3 <111> |
| 5 |
37° um <100> |
a/10 <130>, ... |
| 9 |
39,9° um <110> |
1/18<114>, 1/9<122>, 1/18<127>, |
| 19 |
26,5° um <110> |
a/38 <116>, a/19<133>, a/19 <10,9,3> |
| 41 |
12,7° um <100> |
a/82<41,5,4>, a/82<910>, ... |
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Man kann sich fragen, ob hohe S-Werte, wie der obige Wert von S=41, noch besonders sinnvoll sind. Die Antwort gibt das
Experiment: |
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Abbildung: TEM Aufnahme einer
S=41 Korngrenze mit Korngrenzenversetzungen des
Burgersvektors b=a/82 <41,5,4> in einem Abstand von 20nm
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Die "Streifung" ist eine Anordnung von
Korngrenzenversetzungen mit dem obigen Burgersvektor! Wie kann man das
feststellen? Mit Kontrastexperimenten wie bei Gitter-Versetzungen auch.
Korngrenzenversetzungen haben Spannungsfelder wie normale Versetzungen auch;
allerdings wegen dem viel kleineren Burgersvektor mit kleineren Beträgen.
Mir entsprechenden Simulationen kann man die Erscheinungsform (inkl.
Kontrastausslöschung, siehe Kap. 6.1) berechnen und mit den
realen Bildern vergleichen. |
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Viele solche Analysen wurden gemacht; sie zeigen eindeutig,
daß Korngrenzenversetzungen nicht nur existieren sondern auch noch alle
Reaktionen, die man von "normalenVersetzungen kennt, durchführen
können - inkl. der Aufspaltung in Partialversetzungen unter
Einschluß eines Stapelfehlers im DSC-Gitter! |
