Inhaltsverzeichnis, Abkürzungen und Formelzeichen

Inhaltsverzeichnis
i
Inhaltsverzeichnis
Seite
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
iii
1.
Einleitung
1
1.1.
Abstrakt
1
1.2.
Kristallstruktur und Gleitsysteme in MoSi2
2
2.
Theoretische Grundlagen zur Untersuchung der Plastizität und zur
Analyse der Mikrostruktur im TEM
5
2.1.
Theoretische Grundlagen der plastischen Verformung
5
2.1.1.
Versetzungsbewegung
5
2.1.2.
Fließspannungsanomalie
8
2.2.
Theoretische Grundlagen zur Mikrostrukturanalyse im TEM
10
2.2.1.
Die Beugungsamplitude
10
2.2.2.
Beugungskontrast von Gitterfehlern
11
3.
Experimentelle Methoden zur Untersuchung der Plastizität und zur
Analyse der Mikrostruktur im TEM
13
3.1.
Makroskopische Verformungsexperimente
13
3.2.
In-situ-Experimente im Höchstspannungs-Elektronenmikroskop
17
3.3.
Mikrostrukturanalyse im TEM
19
3.3.1.
Beugungskontrast von Versetzungen
20
3.3.2.
Kontrastprofil einer Versetzung
21
3.3.3.
Beugungskontrast flächenhafter Fehler
23
3.4.
Probenmaterial und Präparation
26
4.
Experimentelle Ergebnisse
32
4.1.
Makroskopisches Verformungsverhalten in [201]-Druckrichtung
32
4.1.1.
Verformungsverhalten zwischen 300 und 500 °C
35
4.1.2.
Verformungsverhalten zwischen 600 und 1000 °C
38
4.1.3.
Verformungsverhalten oberhalb 1000 °C
42
4.2.
Makroskopisches Verformungsverhalten in anderen Druckrichtungen
44
4.3.
Mikrostruktur nach Verformung in [201]-Druckrichtung
46
4.3.1.
Mikrostruktur nach Druckverformung zwischen 300 und 500 °C
47
4.3.2.
Mikrostruktur nach Druckverformung zwischen 600 und 1000 °C
52
Inhaltsverzeichnis
ii
4.3.3.
Mikrostruktur nach Druckverformung oberhalb 1000 °C
54
4.4.
Mikrostruktur nach Verformung in anderen Druckrichtungen
56
4.5.
In-situ-Dehnexperimente im HVEM
57
4.5.1.
In-situ-Dehnexperimente bei 440 und 450 °C
59
4.5.2.
In-situ-Dehnexperimente zwischen 800 und 1000 °C
4.6.
Analyse flächenhafter Fehler auf (001)-Ebenen
68
4.6.1.
Erste Beobachtungen der flächenhaften Fehler
69
4.6.2.
Bildung flächenhafter Fehler bei In-situ-Temperversuchen
73
4.6.3.
Charakterisierung der entstandenen Fehlerflächen
75
4.6.4.
Einfluß der Linienrichtung der <111>-Versetzung
78
5.
Diskussion
80
5.1.
Die aktiven Gleitsysteme
81
5.2.
Die bevorzugten Linienrichtungen der <111>-Versetzungen
82
5.2.1.
Form ausgebauchter Versetzungen im Linienspannungs-Modell
83
5.2.2.
Temperaturabhängigkeit der Vorzugsorientierungen
85
5.2.3.
Wechselwirkung von <111>-Versetzungen auf schneidenden {110}-Gleitebenen
86
5.3.
Charakterisierung des Tieftemperaturverhaltens
88
5.3.1.
Transiente Effekte bei der Änderung der Verformungsbedingungen
88
5.3.2.
Beitrag der inneren Spannung zur Fließspannung
90
5.3.3.
Die Aktivierungsparameter für Versetzungsgleiten des {110}/<111>-Gleitsystems
91
5.4.
Fließspannungsanomalie des {110}/<111>-Gleitsystems
96
5.4.1.
Bisherige Interpretationen anomalen Fließverhaltens verschiedener Gleitsysteme
96
5.4.2.
Das Erscheinungsbild der Anomalie des {110}/<111>-Gleitsystems
96
5.4.3.
Ein Modell zur Beschreibung der Anomalie des {110}/<111>-Gleitsystems
98
5.5.
Charakterisierung der Stapelfehler auf (001)-Ebenen
102
5.5.1.
(001)-Fehlerflächen in MoSi2
102
5.5.2.
Bisherige Interpretationen
103
5.5.3.
Eigene Untersuchungen
104
5.5.4.
Bildung von (001)-Fehlerflächen durch Dissoziation von ½ <111>-Versetzungen
107
6.
Zusammenfassung
110
Summary
113
Literaturverzeichnis
117
62
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
Abkürzungen
e, SR
Ende Spannungsrelaxation
e, rSR
Ende wiederholter Spannungsrelaxation
HVEM
Höchstspannungs-Elektronenmikroskop
LA
Lastabfall
LVDT
Linear Variable Displacement Transducer
MEAM
Modified Embedded Atom Method
0, rSR
Beginn wiederholter Spannungsrelaxation
0, SR
Beginn Spannungsrelaxation
PC
Personalcomputer, Computer
rSR
repeated Stress Relaxation; wiederholte Spannungsrelaxation
SISF
Superlattice Intrinsic Stacking Fault, intrinsischer Überstruktur-Stapelfehler
SR
Stress Relaxation; Spannungsrelaxation
SRC
Strain Rate Cycling; Dehnratenwechsel
TB
Temperatur an den Probenfassungen
TEM
Transmissions-Elektronenmikroskop
TP
Probentemperatur
UL
unloaded, entlastet
Formelzeichen
α
Phasenverschiebung und numerischer Faktor 0,5
A
Probenquerschnitt und Anisotropiefaktor
β
r
b
r
be
Definitionsbereich und Parameter
b
Burgersvektor einer Versetzung
r
Stufenkomponente von b
r
Betrag von b
B
Beugungsamplitude
C
Nachgiebigkeit der Probe
iii
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
iv
Cij
elastische Konstante, i, j = 1, 2, ...6
CZ
Czochralski-Methode
∆F
Freie Aktivierungsenergie
∆F0
Helmholtzsche Freie Aktivierungsenergie
∆G
Freie Aktivierungsenthalpie
∆H
Aktivierungsenthalpie
∆σYP
Spannungsdifferenzen der Streckgrenzen
∆σSR
Spannungsdifferenzen zwischen einer ersten und der zugehörigen wiederholten
Spannungsrelaxation
∆σf, max
maximale Änderung der Reibungsspannung
∆v
Geschwindigkeitsänderung
∈
Element von
Gesamtdehnung
plast
plastische Dehnung
&0
konstanter Vorfaktor bei der Berechnung einer plastischen Dehnrate
& plast
plastische Dehnrate
E
Elastizitätsmodul und Energie
f, fn, fk
Atomformfaktor, Atomformfaktor des n-ten, k-ten Atoms
F
Strukturamplitude, Strukturfaktor
FZ
r
F
Zonenschmelz-Methode
G
r
g ( hkl)
Gitteramplitude und Menge ganzer Zahlen
reziproker Gittervektor senkrecht zu den Netzebenen (hkl)
i
imaginäre Einheit zur Darstellung komplexer Größen
I
Intensität
k
Boltzmann-Konstante 1,38066 10-23 J K-1
K
Energiefaktor
λ
mittlerer Gleitweg beweglicher Versetzungen
l0
Ausgangslänge
µ, µ 0
Schubmodul und derselbe bei T = 0 K
ms
Schmidfaktor
n
Zahlenwert
ν
Poissonzahl
äußere Kraft
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
π
mathematische Konstante 3,141 592 ...
p, q
Parameter
(ϕ)
lokale Krümmungsradius
m
Dichte beweglicher Versetzungen
r
Dehnratenempfindlichkeit der Fließspannung
r0
Kernradius einer Versetzung
R
r r
rg , rk
r
R
r
RF
r
R
äußerer Abschneideradius
Sij
elastische Nachgiebigkeit, i, j = 1, 2, ...6
σ
äußere Spannung
σf
Reibungsspannung
&
r
s
Relaxationsrate
Ortsvektoren
Fehlervektor in der Fehlerebene
Fehlervektor senkrecht zur Fehlerebene
r
Betrag von R
s
Abweichungsvektor
r
Betrag von s
τ
Schubspannung
τC
kritische Schubspannung
τi
innere Schubspannung
τi,T
τi berechnet nach Taylorverfestigung
τi,SR
τi abgeschätzt aus extrapolierten Spannungsrelaxationen
τ*
effektive Schubspannung
τ0´
Spannung zur Überwindung eines Hindernisses ohne thermische Aktivierung
τ0
Peierls-Spannung
τ´
tg
temperaturabhängige Spannung zur Überwindung eines Hindernisses
r
Extinktionslänge bei Anregung des reziproken Gittervektors g
T
Temperatur
T (ϕ)
r
u
Linienspannung einer Versetzung
Linienrichtung einer Versetzung
ϕ
Orientierungswinkel einer Versetzung
v
durchschnittliche Geschwindigkeit beweglicher Versetzungen
v
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
v0
konstanter Vorfaktor bei der Berechnung einer durchschnittlichen Versetzungsgeschwindigkeit
V
Aktivierungsvolumen
VS
Volumen eines Punktedefekts
VM
r r r
x , y, z
Volumen eines Matrixatoms
x, y, z
vi
Ortskoordinaten
r r r
Betrag von x , y, z