Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 4: Poster

DF 4.20: Poster

Samstag, 5. März 2005, 08:30–16:30, Poster TU C

Nanoindentierungen an SrTiO₃ Einkristallen zum Beginn der plastischen Deformation — •Andre Belger, Beate Bergk und Peter Paufler — Institut für Strukturphysik der Fachrichtung Physik, TU Dresden , D-01062 Dresden, Germany

Mit einem Nanoindenter Hysitron TriboScope wurden mittels konischem Indenter (Öffnungswinkel 60^∘) mit sphärischer Spitze (Spitzenradius 400 nm) Eindruckversuche an {100}, {110}- und {111}-orientierten Oberflächen von einkristallinem SrTiO₃ (Lieferant: Crys Tec) bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Kraft - Eindringtiefen - Kurven weisen nach anfänglicher reiner elastischer Verformung oberhalb von 500 µN Tiefensprünge bei konstanter Kraft (‚pop-in‘) auf die mit irreversibler Verformung verbunden waren. Nach der Entlastung zeigten sich an der Oberfläche der Einkristalle im Einklang mit der jeweiligen Oberflächensymmetrie scharfe Gleitbänder entlang von Geraden, die sich vom Eindruck ausgehend mit zunehmender Last in den Kristall ausbreiteten. Diese Oberflächenspuren können auf Gleitebenen des Typs {011} oder {100} zurückgeführt werden. Aus der Auftragung der ‚pop-in‘-Tiefe Δh über dem Kontaktdruck p bei Beginn der plastischen Vorformung konnte durch Extrapolation Δh ⇒ 0 ein kritischer Kontaktdruck von 22 GPa für (111)- und 20 GPa für (110)-Indentierung bestimmt werden. Der Anstieg δ(Δh)/δp ist für die Probe mit (111) Orientierung (2.62nm/GPa) etwa 40 % größer als für die (110) Probe (1.84nm/GPa). Die Entlastung nach dem ‚pop-in‘ erfolgt entgegen der Erwartung nicht rein elastisch, sondern ist bei nachfolgender Belastung mit Energiedissipation verbunden. Dies deutet auf eine druckinduzierte Phasenumwandlung hin.