Identificering af dislokationer i materialer: Eksperimentelle teknikker

Oversigt

Dislokationer er linjedefekter i krystalgitter, der styrer plastisk deformation. Deres karakterisering kræver specialiserede teknikker.

Nøglemidler

1. Transmissions-elektron-mikroskopi (TEM)

• Guldstandard for direkte billedgivning.
• Tynd folspecimen; højelektroner.
• Dislokationer vises som mørke linjer (spændingskontrast) eller via svag-stråle-mørk-felt for Burgers-vektor-analyse.
• Opløsning: atomært skala.

2. Scanning-elektron-mikroskopi (SEM)

• Overflade-følsom; detekterer dislokations-udspring som ætske-pitter eller trin efter kemisk ætsning.
• Lavere opløsning end TEM, men større siktefelt.

3. Røntgen-diffraktion (XRD)

• Ikke-destruktiv; bulk-følsom.
• Top-udbredelse (Williamson-Hall) → dislokations-tæthed.
• Diffus spredning / røntgen-topografi for rumlig fordeling.

4. Ætsningsteknikker

• Præfereret kemisk angreb ved dislokations-kerner → ætske-pitter.
• Talt via optisk/SEM; giver tæthed og fordeling.
• Materiale-specifikke ætsmidler (f.eks. Secco for Si, Murakami for stål).

5. Ultrasoniske metoder

• Dislokations-dæmpning af ultralyd-bølger → indre friktion-toppe (Bordoni-top).
• Måler mobil dislokations-tæthed.

6. Elektriske teknikker

• Resistivitet-ændringer (dislokationer spreder elektroner).
• Deep-level transient spectroscopy (DLTS) for elektrisk-aktive dislokationer.

Udvalgskriterier

Valg afhænger af materiale, dislokations-type (kant/skrue), tæthedsområde, rumlig opløsning nødvendig, og om bulk eller overflade-information kræves.