Gläser und amorphe Werkstoffe
Welche Aussage über die plastische Verformung metallischer Gläser bei Raumtemperatur trifft zu?
- ADie Streckgrenze ist hoch, doch die Verformung konzentriert sich auf schmale Scherbänder, sodass sie im Zugversuch nahezu ohne Dehnung brechen
- BDa Korngrenzen fehlen, sind sie sehr duktil und dehnen sich im Zugversuch bei Raumtemperatur gleichmäßig um einige zehn Prozent, bevor sie brechen
- CWie in Kristallen gleiten Versetzungen, daher verfestigen sie stark und schnüren sich deutlich ein, bevor sie duktil brechen
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Lösung: A. Die Streckgrenze ist hoch, doch die Verformung konzentriert sich auf schmale Scherbänder, sodass sie im Zugversuch nahezu ohne Dehnung brechen
In metallischen Gläsern bewegen sich unter Schubspannung kleine Atomgruppen gemeinsam, wodurch örtlich das freie Volumen zunimmt und der Werkstoff entfestigt. Da diese Entfestigung weitere Verformung nach sich zieht, konzentriert sich die Verformung auf Scherbänder von etwa 10 bis einigen zehn nm Dicke; da außerdem keine Kaltverfestigung auftritt, durchläuft im Zugversuch ein einziges Scherband die Probe, und sie bricht nahezu ohne Dehnung. Unter Druck und Biegung bilden sich viele Scherbänder, und eine gewisse plastische Verformung ist zu beobachten. Kaltverfestigung und Einschnürung durch Versetzungsgleiten kennzeichnen kristalline Metalle, und das Fehlen von Korngrenzen garantiert keine Duktilität. Als Gegenmaßnahme werden unter anderem Verbundgefüge mit dispergierten kristallinen Phasen untersucht, die die Ausbreitung der Scherbänder behindern. Im Temperaturbereich der unterkühlten Schmelze lassen sich metallische Gläser dagegen durch viskoses Fließen stark verformen, was für die Präzisionsformgebung genutzt wird.
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