Weitere flächenhafte Defekte im Kristall

Wie oben schon erwähnt, gibt es neben den Korngrenzen in Kristallen weitere zweidimensionale Defekte, nämlich:

• Stapelfehler: wird in kubisch flächenzentrierten Kristallen in der Stapelfolge der dichtgepackten $\{111\}$-Ebenen ($ABCABCABC$) eine Ebene weggelassen, so entsteht ein intrinsischer Stapelfehler ($ABCABABC$), wird eine eingefügt, ein extrinsischer( $ABCAB{\bf A}CABC$) (Abb.2.9).

  Abbildung 2.9: Intrinsischer und extrinsischer Stapelfehler im fcc-Gitter

  

  Ein Stapelfehler kann (a) als halbe Zwillingsgrenze, (b) als kurzes Stück hexagonales Material (Stapelfolge $ABABAB$) angesehen werden. Wird die Energie (pro Fläche) eines Stapelfehlers null, sind fcc und hdp also gleichberechtigt. Später werden wir sehen, daß die Stapelfehlerenergie eine wichtige Größe in der Versetzungstheorie ist; sie bestimmt die innere Struktur von Versetzungen und damit, wie leicht Versetzungen ausheilen können.

• Oberflächen sollen in dieser Vorlesung nicht genauer behandelt werden
• Antiphasengrenzen: in geordneten Phasen (d.h. mit Überstruktur, s. Kapitel 6) kann ein ''Phasensprung'' in der Besetzung der Gitterplätze auftreten. Die Grenzfläche wird als ''Antiphasengrenze'' (APB) bezeichnet.
• Phasengrenzen sind Grenzflächen zwischen Bereichen unterschiedlicher Struktur und/oder Zusammensetzung (Abb.2.10).

  Abbildung 2.10: Die drei Arten von kristallinen Phasengrenzen

  

  Wir unterscheiden zwischen:

  • kohärenten Phasengrenzen, d.h. einer perfekten Gitterpassung, wobei eine mögliche Fehlpassung durch elastische Verzerrung ausgeglichen wird
  • semikohärenten Phasengrenzen, in denen in geeigneten Abständen ''misfit-'' (Fehlpassungs-) Versetzungen eingebaut sind und
  • inkohärenten Phasengrenzen, die praktisch keine atomare Passung über die Grenze haben

Inkohärente Grenzen haben im allgemeinen die höchste Grenzflächenenergie, dagegen muß, wenn sich eine kohärente Grenze ausbildet, die Verzerrungsenergie aufgewendet werden. Daher findet man eine kohärente Grenze nur, wenn eine hinreichend gute Passung vorhanden ist, aber auch, wenn der Bereich der zweiten Phase nur klein ist, so daß die Verzerrungsenergie klein bleibt. Semikohärente Grenzen liegen zwischen beiden Grenzfällen -- hier wird die Verzerrung in einzelnen Versetzungen lokalisiert, was weniger weitreichende Verzerrungen bewirkt.