Lokale Verformungsmessung an partikelverstärktem Aluminium

In Abb. B-2 sind rechts von den REM- Bildern die dazugehörigen εxx- Dehnungskarten
dargestellt. Sie zeigen, dass die Partikel keine Deformation erfahren (blaue - hellblaue Zonen)
während die Matrix deutlich verformt wird (blauer bis grüner Bereich). Der rot- gelbe Streifen
hoher Dehnung zeigt das Reißen des Matrix- Partikel- Interfaces an.
Die Dehnungskarten, die von oben nach unten nach steigendem „Threshold“ gereiht sind
weisen nur geringe Unterschiede auf. Ein hoher Threshold bewirkt eine leichte Abnahme von
Matchfehlern, dafür gehen Informationen über die lokale Verformung verloren, weil nicht
mehr das ganze Bild von homologen Punkten abgedeckt wird (linke Spalte in Abb. B-2).
Die Abb. B-3 betrifft eine Probe aus Aluminium mit 10% SiC- Partikel der Größe 10µm, die
durch thermisches Ätzen und Ionenätzen kontrastiert wurde. In der linken Spalte von Abb.
B-3 sind wiederum zwei Partikel und die sie umgebende Aluminiummatrix bei einer globalen
Dehnung von εglobal =0% dargestellt. Diese wurden mit Aufnahmen der gleichen Stelle bei
einer globalen Dehnung von εglobal=2,9% mit unterschiedlichem Wert für den Parameter
„Threshold“ gematcht. Die vom Matching- Algorithmus gefundenen homologen Punkte sind
wieder als rote Kreuze in die REM- Bilder eingezeichnet. Auch hier gibt das Programm mit
steigendem Threshold eine geringere Anzahl an homologen Punkten aus. So fällt die Zahl
dieser hier von 11501 homologen Punkten bei einem Threshold von 0,5 auf lediglich 2452 bei
Threshold 0,9 ab. Allgemein sind die homologen Punkte bei ionengeätzten Proben sehr
inhomogen auf den Bildern verteilt und konzentrieren sich an Ätzgrübchen und
Partikelrändern.
In Abb. B-3 sind rechts von den REM- Bildern wieder die dazugehörigen εx- Dehnungskarten
dargestellt. Sie alle weisen eine starke Unregelmäßigkeit auf, was auf die inhomogene
Verteilung der homologen Punkte in den REM- Aufnahmen und auf die „weiche“, für den
Matching- Algorithmus schwer zu erkennende Sputterstruktur zurückzuführen ist. Auf der
rechten Seite der Dehnungskarten zeigen die roten Bereiche höhere Dehnungen an als die
linke Seite mit blauen und grünen Bereichen. Im Zentrum der Karten weisen direkt
nebeneinander liegende weiße (größere negative Dehnungen) und rot-gelbe Bereiche auf
besonders grobe Matchfehler hin.
Die Dehnungskarten sind wieder von oben nach unten nach steigendem Threshold gereiht.
Mit steigendem Threshold wird die Zahl der Matchfehler kaum geringer. Weil bei höherem
Threshold in immer größeren Bereichen der Bilder keine homologen Punkte gefunden werden
ist die Aussagekraft von Verformungsdaten, die mit zu hohem Threshold ermittelt wurden
gering.
Die Ursache der besonders gravierenden Fehler im Zentrum der Verformungsmaps ist aus
Abb. B-4 ersichtlich. Die Matrix einer gesputterten Probe wird während der Aufnahme der
REM- Bilder zunehmend kontaminiert, was durch die Steigerung der Helligkeit kompensiert
werden muss. Dann besteht aber die Gefahr, dass helle Bildbereiche überstrahlt werden. Bei
der Dehnung von εglobal=2,9% wurde von der mittlerweile kontaminierten Probe das rechte
obere Bild (Abb. B-4) aufgenommen, auf dem ein vertikaler Streifen im Zentrum überstrahlt
ist und weiß erscheint. Die Verformungskarten, die sich errechnen, wenn man das linke und
rechte Bild von Abb. B-4 matcht, wurden im letzten Absatz beschrieben und sind in Abb. B-3
dargestellt. Werden aber die Fehler, die bei dreidimensionaler Auftragung der
Verschiebungsdaten im Programm „Mex“ mit freiem Auge erkannt werden gelöscht, so kann
eine korrigierte Verschiebungskarte erstellt werden (Abb. B-4 unten rechts). Auf dieser
Verschiebungskarte kann der überstrahlte Bereich im REM- Bild als Riss des Matrix- Partikel
Interfaces interpretiert werden.
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