Planedefekte

Planedefekte, auch planare Defekte genannt, sind Störungen der Atomanordnung in einem Kristall, die sich über große Flächen erstrecken und parallel zu einer Kristallfläche verlaufen. Sie unterscheiden sich von Punktdefekten (Vakanzen, Interstitialatome) und von Liniendefekten (Dislokationen). Planare Defekte trennen Bereiche unterschiedlicher Orientierung oder Ordnung und treten häufig in Polykristallen sowie bei Phasenübergängen auf.

Typische Beispiele sind Korngrenzen, die Bereiche unterschiedlicher Orientierung trennen; Zwillinge sind kohärente, spiegelbildliche Grenzflächen; Stacking-Faults sind Verschiebungen der Ebenenfolge; Phasen- oder Antiphase-Grenzen treten in geordneten Legierungen auf.

Entstehung: Korngrenzen entstehen beim Wachstum, Rekristallisation oder Abkühlung; Zwillinge durch Deformationsprozesse; Stacking-Faults durch Verschiebung von Versetzungen; Phasen- und Antiphase-Grenzen durch Transformationen. Planare Defekte können kohärent oder inkohärent sein; ihre Dichte hängt von Temperatur, Legierung und Belastung ab.

Einfluss auf Eigenschaften: Planedefekte beeinflussen Diffusion, Festigkeit und Kriechverhalten; sie können den Elektronik- und Thermischen Transport in Halbleitern ändern und das Korrosionsverhalten von Metallen beeinflussen. Die Auswirkungen auf Zähigkeit sind komplex.

Charakterisierung: TEM/STEM liefern direkte Bilder; EBSD kartiert Korngrenzen; Röntgenbeugung und 3D-Analytik liefern statistische und chemische Informationen.

Anwendungen: Kontrolle von Planedefekten dient der Optimierung von Festigkeit, Formänderung, Diffusion und Zuverlässigkeit in Metallen, Keramiken und Halbleitern.