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Lexikon der Geowissenschaften: Erholung

Erholung, 1) Kristallographie: Ausheilen von Kristallbaufehlern , die sich nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befinden. Durch verschiedene Prozesse wie z.B. durch Strahlungseinwirkung oder durch plastische Deformation werden Störstellen in Kristallen erzeugt. In vielen Fällen können diese durch thermische Aktivierung, welche die Diffusion erleichtert, wieder ausgeheilt werden. Für die bei Bestrahlung auftretenden Frenkel-Defekte bedeutet dies, daß ein Zwischengitteratom mit einer Leerstelle rekombiniert. Mehrere Erholungsprozesse gibt es für die bei der plastischen Verformung erzeugten Versetzungen. Bei hinreichenden Temperaturen wirkt der Versetzungskern einer Stufenversetzung je nach Spannungszustand als Quelle oder als Senke für Leerstellen. Durch diesen mit Versetzungsklettern benannten Prozeß vergrößert bzw. verkleinert sich die eingeschobene Halbebene und die Stufenversetzung kann sich senkrecht zu ihrer Gleitebene bewegen. Durch diesen Prozeß können zwei Stufenversetzungen unterschiedlichen Vorzeichens sich aufeinanderzubewegen und gegenseitig annihilieren. Da der Burgers-Vektor einer Schraubenversetzung parallel zur Versetzunglinie liegt, kann diese sehr leicht in eine andere Gleitebene, die ebenfalls ihren Burgers-Vektor enthält, wechseln. Dafür muß die i.a. jedoch in zwei Partialversetzungen aufgespaltene Schraubenversetzung rekombinieren. Dies kann thermisch aktiviert erfolgen. Die dazu notwendige Aktivierungsenergie hängt von der wirkenden Spannung und der Stapelfehlerenergie des Materials ab. Dieser Quergleiten genannte Prozeß ermöglicht die Annäherung und gegenseitige Annihilation von Schraubenversetzungen unterschiedlichen Vorzeichens. Während dieser Erholungsvorgänge bilden sich i.d.R. durch übrig gebliebene Versetzungen eines Vorzeichens Kleinwinkelkorngrenzen, an denen weitere Versetzungen vernichtet bzw. erzeugt werden können. Falls die thermische Aktivierung ausreicht, kann es bei höheren Versetzungsdichten bereits während des Verformungsprozesses zur Erholung kommen. Bei diesem dynamische Erholung genannten Vorgang stellt sich oft ein Gleichgewicht der Erzeugungs- und Vernichtungsrate von Versetzungen und damit eine konstante Verformungsrate ein. Nicht mehr zur eigentlichen Erholung gehört die Rekristallisation. Diese hat jedoch einen ähnlichen Effekt, nämlich den Abbau von Störstellen und Versetzungsdichte. Für Materialien mit einer sehr niedrigen Stapelfehlerenergie sind die einzelnen Versetzungen sehr weit in ihre Partialversetzungen aufgespalten. Die thermische Aktivierung für Gleit- und Kletterprozesse ist dementsprechend hoch. Dadurch können sich während einer plastischen Verformung sehr hohe Versetzungsdichten ausbilden. Damit verbunden ist eine relativ hohe im Kristall gespeicherte Energie verglichen zum thermodynamischen Gleichgewichtszustand. Mit diesem Energieüberschuß als treibende Kraft ist es möglich, daß sich innerhalb des Materials Keime versetzungsfreien Materials bilden und wachsen. Das Material rekristallisiert. Dieser Vorgang kann sich auch dynamisch während einer Verformung abspielen. Man spricht dann von dynamischer Rekristallisation.

2) Petrologie: recovery, Begriff aus der Materialkunde. Durch Deformation erzeugte hohe Versetzungsdichten werden bei höheren Temperaturen erniedrigt, die Versetzungen arrangieren sich in einzelnen Ebenen zu Netzwerken (Subkorngrenzen). In den Bereichen zwischen den Ebenen ist die Versetzungsdichte (Versetzung) deutlich erniedrigt, die Gitter zu beiden Seiten dieser Ebenen sind um geringe Winkelbeträge (häufig 5-10°) gegeneinander verkippt. Als typisches Mikrogefüge resultiert Subkornbau (Polygonisation). [EW, RK]

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