Überblick
Versetzungen sind Linienfehler in Kristallgitten, die die plastische Verformung steuern. Ihre Charakterisierung erfordert spezialisierte Techniken.
Schlüsselmethoden
1. Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)
- Goldstandard für direkte Bildgebung.
- Dünne Folienprobe; hochenergetische Elektronen.
- Versetzungen erscheinen als dunkle Linien (Dehnungskontrast) oder mittels schwachstrahl-Dark-Field für Burgers-Vektor-Analyse.
- Auflösung: Atommaßstab.
2. Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
- Oberflächenempfindlich; erkennt Versetzungsaustritte als Ätzgruben oder Stufen nach chemischer Ätzung.
- Niedrigere Auflösung als TEM, aber größeres Sichtfeld.
3. Röntgendifraktion (XRD)
- Zerstörungsfrei; massenempfindlich.
- Peak-Breitung (Williamson-Hall) → Versetzungsdichte.
- Diffuse Streuung / Röntgentopographie für räumliche Verteilung.
4. Ätzverfahren
- Bevorzugter chemischer Angriff an Versetzungskernen → Ätzgruben.
- Gezaht mittels optischer/SEM; liefert Dichte und Verteilung.
- Material-spezifische Ätzmittel (z. B. Secco für Silizium, Murakami für Stahl).
5. Ultraschallverfahren
- Versetzungsdämpfung von Ultraschallwellen → interne Reibungsmaxima (Bordoni-Peak).
- Misst mobile Versetzungsdichte.
6. Elektrische Techniken
- Resistivitätsänderungen (Versetzungen streuen Elektronen).
- Deep-level transient spectroscopy (DLTS) für elektrisch aktive Versetzungen.
Auswahlkriterien
Die Wahl hängt vom Material, Versetzungstyp (Kante/Schraube), Dichtebereich, benötigter räumlicher Auflösung und der Frage ab, ob Massen- oder Oberflächeninformationen erforderlich sind.
