Randdislokationen: Die häufigste Kristallunvollkommenheit in der Materialwissenschaft

Eine Randdislokation ist ein linearer Kristallfehler, bei dem eine zusätzliche Halbebene von Atomen im Gitter endet. Sie ist der häufigste Dislokationstyp in plastisch verformten Metallen, Keramiken und einigen Polymeren.

Merkmale

• Burgers-Vektor (b) steht senkrecht auf der Dislokationslinie.
• Verursacht lokalisierte Gitterverzerrung: Druck oberhalb der zusätzlichen Halbebene, Zug darunter.
• Bewegt sich durch Gleiten (Glide) auf seiner Gleitebene unter Scherspannung; ermöglicht plastische Verformung bei Spannungen weit unter der theoretischen Festigkeit.
• Kann klettern (aus der Gleitebene herausbewegen) über Leerstellendiffusion bei hohen Temperaturen.

Entstehungsmechanismen

• Mechanische Verformung (Kaltverformung, Biegen)
• Thermische Spannung (ungleichmäßige Abkühlung)
• Kristallwachstum (z. B. Schneeflocken, epitaksiale Schichten)
• Bestrahlungsschäden

Bedeutung

Randdislokationen bestimmen Streckgrenze, Vergütungshärtung, Duktilität, Kriechen und Ermüdung. Ihre Dichte (Dislokationsdichte, ρ) nimmt mit der Verformung zu; Glühausglühen reduziert ρ über Rekuperation und Rekristallisation.