Skript Semester 1; V1.3; PDF - SAIYA.DE
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Chemie und Werkstoffkunde - Script Maschinenbau <strong>Semester</strong> 1<br />
7. Ideale und reale Werkstoffe – Modellvorstellung bez. der Auswirkungen<br />
Modellvorstellung bezüglich der Auswirkung von Gitterfehlern<br />
„Wellblechmodell“ nach FRENKEL<br />
Ideal:<br />
Q<br />
Alle Atome vollziehen gleichzeitig den<br />
Platzwechsel. Q = Q MAX (Für alle<br />
Atome muss der maximale Energiebetrag<br />
aufgewendet werden) <br />
Hoher Energiebedarf<br />
Q = Betrag, benötigt für die Zustandsveränderung (Aktivierungsenergie)<br />
Die kleine Feder symbolisiert die Kräfte/Spannung zwischen den Atomen.<br />
Real:<br />
Q<br />
a<br />
geringerer Energiebedarf, da Platzwechsel zum Teil bereits vollzogen sind<br />
Grundsätzliches Ziel:<br />
• Die Herstellung möglichst fehlerfreier Werkstoffe<br />
Herstellung so genannter einkristalliner Werkstoffe<br />
Einkristalle z.B. ein Werkstoff ohne Korngrenzen<br />
Diese Werkstoffe (Kristalle) werden gezüchtet: „Einkristallzüchtung“<br />
Beispiel: Zonen Kristallisieren<br />
Prinzip:<br />
Vorgegebene (erzwungene) Richtung<br />
Zonenheizring (Schmelzzone)<br />
Glasampulle<br />
Spitze gibt<br />
Wachstumsrichtung<br />
vor<br />
bereits<br />
erstarrtes Material<br />
flüssig<br />
Pulver<br />
v ZH<br />
• Bei Bedarf auch mehrmaliges Überfahren der Glasampulle<br />
Material wird reiner und qualitativ noch besser<br />
• Extrem langsame Geschwindigkeit v ZH<br />
(Abhängig von Werkstückgrößen) – mehrere Stunden bis Tage<br />
• Erschütterungsfreie Lagerung der Apparatur<br />
• Beispiel: Si- oder Ge-Einkristalle für die Chipindustrie<br />
Siemens (Infineon): Ampullen bis zu 150 mm und 1,5 m Länge<br />
• ungestörtes Wachstum = noch reinere Kristalle<br />
Gute Vorhersage von Eigenschaften<br />
• Nennt sich „Einkristall“, da keine Korngrenzen vorhanden sind<br />
• IKZ (Institut für Kristallzüchtung – TK-Berlin)<br />
Seite 30<br />
www.badsaiyaman.de.vu
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