Realstrukturanalyse
Zielstellung:
Während die Idealstrukturanalyse die Anordnung der Atome im perfekten Kristall untersucht, beschäftigt sich die Realstrukturanalyse mit den Abweichungen vom idealen Aufbau. Dazu gehören z.B.: Punktdefekte (atomare Fehlstellen), Versetzungen, Stapelfehler, Zwillingsgrenzen, Korngrenzen und unterschiedliche kristallographische Phasen. Die Realstruktur bestimmt die Eigenschaften der Werkstoffe. Im Versuch werden eine Methode zur Bestimmung der Phasenanteile und des Versetzungsnachweises behandelt sowie Kenntnisse über Verfahren der Probenpräparation, der metallographischen Analyse von Festkörpern und der Bildverarbeitung vermittelt.
Experimente:
1. Phasenanalyse
Proben aus Stahl und Messing werden nach entsprechender metallographischer Vorbereitung mit einem geeigneten Ätzmittel behandelt, so dass die unterschiedliche Phasen des Materials sichtbar gemacht werden können. Die präparierten Schliffe werden mit Hilfe eines Auflicht-Mikroskops untersucht und mit einem Bildverarbeitungssystem dokumentiert. Aus den Aufnahmen werden die Volumenanteile der entsprechenden Phasen (Vol%) ermittelt. Kennt man die Art der im Material vorhandenen Phasen lassen sich die Mengenanteile (Gew%) der einzelnen Phasen errechnen. Als Ergebnis des Versuches erhält man den Kohlenstoffgehalt des Stahls, der eine wichtige Kenngröße für die Güte des Stahls ist sowie die Elementanteile von Kupfer und Zink im Messing.
2. Versetzungsanalyse
Proben aus Reinstsilizium werden bezüglich Ihrer Versetzungsstruktur charakterisiert. Dazu werden geeignete kristallographische Flächen metallographisch präpariert, im Auflicht-Mikroskop untersucht und mit einem Bildverarbeitungssystem dokumentiert. Aus den Aufnahmen kann die Versetzungsdichte bestimmt werden. Die Analyse der Form der Ätzgruben liefert Anhaltspunkte über die Symmetrie der untersuchten Fläche.
Beginn: 8:30 Uhr
Ort: REC, B2
Dauer: ca. 6 h
Betreuer : DP Rolf Schaarschuch, REC, C113, Tel. 34363
Literatur:
/1/ G.E.R. Schulze Metallphysik
Akademie-Verlag, Berlin 1974
/2/ H. Schumann Metallographie
Fachbuchverlag Leipzig 1955
/3/ R.B. Heimann Auflösung von Kristallen
Springer Verlag, Wien 1975
/4/ Struers A/S Metalog Guide
Rolf Petersen A/S, Kopenhagen 1996
Anleitungen:
/1/ Stahl
/2/ Messing
/3/ Stereologische Methoden
/4/ Umrechnungen