Materialforschung mit Positronen: Von der Doppler-Spektroskopie zur

counts
deren Verbreiterung sinnvoll von einander trennen [374] und man erhält zwei unabhängige
Observablen für die lokale Dehnung und die lokale Versetzungsdichte.
(a)
(b)
Dehnung
+x
-x
Scan-Richtung
Neutrale
Faser
Stauchung
Abbildung 4.23: (a): Skizze eines Drei-Punkt-Biegeversuchs. Die Richtung der ortsaufgelösten Messungen
mit Positronen und Röntgenbeugung ist blau markiert. (b): Vereinfachte schematische Darstellung der
Fließrichtungen auf beiden Seiten der neutralen Faser (Rot: in Biegerichtung, grün: senkrecht dazu). Oberhalb
der neutralen Faser entsteht in Biegerichtung eine Druckspannung, während senkrecht dazu eine Zugspannung
wirkt. Unterhalb der neutralen Faser verhält es sich umgekehrt.
Ein Debye-Scherrer Versuch in Transmission ist nur mit monochromatischem Röntgenlicht
von hoher Energie möglich, wie es an einem Speicherring zu Verfügung steht. Im Gegensatz
zur Beugungsversuchen mit charakteristischer Röntgenstrahlung wird die Information aus
dem gesamten durchstrahlten Volumen gewonnen [375,376]. Man erhält auf diese Weise ähnliche
Bedingungen wie mit Neutronenbeugung [377]. Des weiteren ermöglicht die Verwendung
monochromatischer Röntgenstrahlung die gleichzeitige Aufzeichnung mehrerer Bragg-
Reflexe unterschiedlicher Phasen des untersuchten Materials [378]. Bei dem hier untersuchten
Karbonstahl C45E ließen sich die Reflexe des -Eisens und des Zementits klar von einander
trennen und auswerten.
(a)
Röntgenstrahl
Pixeldetektor
(b)
A
Biegeprobe
B
10 7
10 6
10 5
(c)
Fe3C {121}
-Fe {110}
Fe3C {122}
Fe3C {301}
-Fe {200}
Fe3C {312}
-Fe {211}
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
2 [°]
Abbildung 4.24: (a): Prinzip des Debye-Scherrer Versuchs am polykristallinen Karbonstahl C45E. Nach
Durchstrahlung der Probe werden die Beugungsringe mit einem Pixeldetektor aufgezeichnet. (b): Die azimutale
Integration der digitalisierten 2d-Daten erfolgt in zwei Bereichen: A (rot): In Richtung des Biegeradius,
B (grün): senkrecht dazu. (c): Resultierendes 1d-Spektrum mit indizierten Linien des -Fe und Fe 3 C.
Als ein einfaches Beispiel für elastisch-plastische Verformung wurde eine Flachprobe
(Durchmesser: 3×10 mm 2 ) aus C45E im Drei-Punkt-Biegeversuch mit einem Biegeradius von
55 mm verformt. Der Stahl wurde vor der Verformung optisch spiegelnd poliert und ther-
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