Textur (Kristallographie)

Unter Textur versteht man in der Kristallographie die Gesamtheit der Orientierungen der Kristallite eines vielkristallinen Festkörpers.

Aus ihr ergibt sich insbesondere die Anisotropie der mechanischen Verformbarkeit vieler metallischer Werkstoffe, ein oft zitiertes Beispiel dafür ist die Zipfelbildung beim Tiefziehen von Blech, sowie die Anisotropie der magnetischen Eigenschaften von einigen weichmagnetischen (z. B. kornorientiertes Dynamoblech) und hartmagnetischen Werkstoffen (z. B. anisotrope Alnico Magnete, Samarium-Cobalt-Legierungen, anisotrope Neodym-Eisen-Bor Legierungen, hartmagnetische Ferrite).

Sind die Kristallite völlig regellos verteilt, hat der Werkstoff isotrope Eigenschaften, d. h. gleiche Eigenschaften in allen Raumrichtungen. Bei Erstarrungsvorgängen kommt es häufig zu einem gerichteten Wachstum der Kristallite, im Grenzfall sogar zur Einkristallbildung. Auch durch Umformen eines Werkstoffs wie Kaltwalzen oder Ziehen werden Texturen erzeugt, bei hartmagnetischen Werkstoffen werden pulverförmige Kristallite durch Magnetfelder während des Sintervorganges ausgerichtet. Bei Tiefziehstählen wird das würfelförmige Kristallgitter möglichst so ausgerichtet, dass eine Raumdiagonalenrichtung des Würfels in Walzrichtung zeigt. Kornorientiertes Dynamoblech hat mit einem Fehlorientierungswinkel von weniger als 3° eine sehr scharfe Textur, die nach ihrem Erfinder benannte Goss-Textur {110}<100>. Hierbei zeigt die magnetisch leichte Richtung, eine Würfelkante, in Walzrichtung. Eine Flächendiagonale des Würfels zeigt in Querrichtung.

Geschichte

Obwohl bereits im 19. Jahrhundert der Texturcharakter vieler Gesteine bekannt war (z. B. beim Schiefer), erfuhr ihre genauere Analyse einen entscheidenden Auftrieb durch die Entdeckung der Röntgenbeugung durch Laue 1912. Die Filmverfahren erlaubten zunächst die Abbildung von Polfiguren, aus denen die Vorzugsorientierungen (sog. Ideallagen) abgeschätzt wurden. Durch die Entwicklung von Zählrohrdetektoren und den Einsatz von Neutronenquellen in Forschungsreaktoren konnten die Polfiguren wesentlich genauer bestimmt werden. Neuere Verfahren nutzen 2d Detektoren, Synchrotronstrahlung, Vieldetektoren – Flugzeitmassenspektrometer und Elektronenbeugung in Rasterelektronenmikroskopen.

In den 1960er Jahren wurde die quantitative Beschreibung der Textur durch die sogenannte Orientierungsdichteverteilungsfunktion (ODF) entwickelt.

Weblinks

Literatur

H.-J. Bunge, Mathematische Methoden der Texturanalyse, Akademie-Verlag, 1969. ASIN B0000BQB5T