dislokationen

Dislokationen sind lineare Kristalldefekte in Feststoffen, bei denen das regelmäßige Kristallgitter durch eine Verschiebung innerhalb einer Ebene gestört ist. Sie bilden sich während plastischer Verformung oder bei Temperatur- und Phasenänderungen. Die wichtigsten Typen sind Kanten-Dislokationen, Schrauben-Dislokationen und Mischformen. Eine Kanten-Dislokation verläuft entlang einer Linie und trennt das Kristallgitter, wobei eine zusätzliche Halbebene entsteht; der Burgersvektor steht senkrecht zur Dislokationslinie. Schrauben-Dislokationen besitzen den Burgersvektor parallel zur Dislokationslinie und entstehen durch Scherung; Mischdislokationen kombinieren Merkmale beider Typen.

Die Bewegung von Dislokationen erfolgt überwiegend durch Gleiten auf Slip-Systemen, das heißt, sie verschieben sich entlang geplanter Ebenen unter dem Einfluss äußerer Spannungen. Bei höheren Temperaturen kann auch Kletterung stattfinden, bei der Punktdefekte diffundieren und die Dislokation aus der Spannungszone verschoben wird. Die auf eine Dislokation wirkende Kraft wird oft als Peach-Koehler-Kraft bezeichnet.

Dislokationen interagieren mit anderen Defekten, gelösten Atomen, Korngrenzen und Phasengrenzen, wodurch das Materialverhalten wie Verfestigung und Festigkeitssteigerung erklärt wird. Eine hohe Versetzungsdichte führt in der Regel zu einer höheren Festigkeit, da sich Dislokationen gegenseitig behindern und so die Plastizität verringern. Korngrenzen blockieren zusätzlich die Bewegungen von Dislokationen, was das Festigkeitsverhalten in Abhängigkeit von der Körnergröße beeinflusst (Hall-Petch-Relation).

Dislokationen lassen sich mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) sichtbar machen und sind zentrale Bestandteile des Verständnisses von Verformung, Festigkeit und Verarbeitbarkeit von Metallen.