Vlakdefecten

Vlakdefecten zijn defecten in kristallijne materialen die zich uitstrekken over een vlak, in tegenstelling tot puntdefecten (zoals lege plaatsen en interstitiële atomen) en lijndefecten (zoals dislocaties). Ze beïnvloeden de structuur en de eigenschappen van materialen op een macroniveau doordat ze de beweging van dislocaties en het transport van atomen over langere afstanden regelen. Planedefecten komen voor in veel materialen, waaronder metalen, halfgeleiders en keramica.

Voorbeelden van vlakdefecten zijn grain boundaries (grensvlakken tussen kristallen met verschillende oriëntaties), twin boundaries (tweelinggrenzen die de kristalstructuur symmetrisch kopiëren), stacking faults (foutief opgebouwde plancontacten in de kristalvolgorde) en fasegrenzen (overgangen tussen verschillende kristal-types of -fasen). Ook interfaces tussen precipitates en het matrixmateriaal vallen onder vlakdefecten. Deze defecten kunnen intrinsic ontstaan door kristalgroei of extrinsiek door plastische vervorming, oxidevorming of fasetransformaties.

Vlakdefecten ontstaan onder andere tijdens kristalgroei, mechanische vervorming en annealing. Tijdens vervorming ontstaan vaak stapelingsfouten en tweelingen, terwijl grain boundaries zich vormen door de werving van verschillende kristaloriëntaties in een gegroeide polycrystal. Fasegrenzen ontstaan bij fasetransformaties en kunnen door temperatuur en druk worden aangestuurd.

De aanwezigheid van vlakdefecten heeft grote gevolgen voor materiaaleigenschappen. Grensvlakken kunnen de beweging van dislocaties belemmeren en zo de sterkte verhogen (grijn-Petch-effect), maar ook diffusionele processen en corrosie bevorderen langs de grens. Detectie en karakterisering gebeuren met technieken zoals transmission electron microscopy, scanning electron microscopy met EBSD, en diffractie-analyse.