Charakterisierung von Korngrenzen

Entsprechend ihrer verschiedenen Freiheitsgrade können Korngrenzen auf unterschiedliche Weise experimentell untersucht werden.

Abbildung 2.8: Metallographische Verfahren, die Kornstruktur eines Materials sichtbar zu machen

• Ihr Verlauf sowie Form und Größe der Körner im Kristall können mit metallographischen Methoden dargestellt werden (Abb. 2.2.2). Hierzu wird mit geeigneten Ätzverfahren entweder die Kornflächenstruktur (unterschiedlicher Abtrag auf unterschiedlichen kristallographischen Ebenen) oder die Korngrenzstruktur (stärkerer Abtrag im gestörten Bereich der Korngrenze) präpariert und anschließend entweder im Auflicht- oder im Rasterelektronenmikroskop beobachtet.
• Die Kornorientierungen und Orientierungsbeziehungen können mit Röntgenverfahren (Laueverfahren) oder im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) mit Elektronenbeugung untersucht werden
• Eine gemittelte Aussage über die Orientierungsverteilung liefert die Messung der Textur im Texturgoniometer -- hier wird für einen fest eingestellten Braggwinkel die Probe über einen möglichst großen Raumwinkelbereich verkippt und hierbei Intesität des Röntgenreflex für die Probenposition, damit die Zahl der in Bragglage befindlichen Körner ausgemessen.
• Die atomare Struktur einer Korngrenze kann im hochauflösenden TEM (HREM) untersucht werden. Neuere Geräte sind in der Lage, ein metallisches Gitter mit einer Auflösung von besser als $0.2 nm$ abzubilden, wobei allerdings zum einen nur eine Projektion beobachtet wird (es wird in Transmission an typischerweise einige zehn Nanometer dicken Proben gearbeitet), andererseits die Details des elektronenmikroskopischen Abbildungsprozesses durch geeignete Rechenverfahren zu berücksichtigen sind.
• Mit dem Feldionenmikroskop (FIM/AS) ist es möglich, die Chemie der Korngrenze (Segregation,also Anreicherung einer Atomsorte auf der Grenzfläche) auf atomarer Skala zu untersuchen.
• Mit Augerelektronenspektroskopie kann an im Ultrahochvakuum interkristallin (d.h. an der Korngrenze) gebrochenen Proben ebenfalls, allerdings mit kleinerer lateraler Auflösung, die Chemie der Korngrenze studiert werden