Atomic-scale characterisation of grain boundary structure and segregation in bcc-iron

In dieser Arbeit wurde die Struktur und Zusammensetzung eines ferritischen Fe-4 at.% Al Bikristalls mit einer symmetrischen \(\Sigma\)5 [001] (310) Kippkorngrenze untersucht. Alle Untersuchungen wurden mit einer Kombination aus (Raster-)Transmissions-Elektronenmikroskopie ((S)TEM), Atomsonden-Tomographie (APT) und Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Rechnungen durchgeführt. Hochaufgelöste Abbildungen der Korngrenzstruktur zeigen eine drachenartige Anordnung der Eisen-Atome. Die abstoßende Wechselwirkung von Bor und Kohlenstoff mit Aluminium führte zu einer Verarmung des letzteren aus der Korngrenze. Weiterhin wurde das Segregationsverhalten von Zink in Anwesenheit von Bor und Kohlenstoff untersucht. Es wurde festgestellt, dass Zink nanoskalige Segregationsmuster bildet, die strukturell und kompositorisch komplexe Korngrenz-Zustände verursachen. Bei hohen Konzentrationen von Bor und Kohlenstoff, verliert Zink seine Tendenz, die Grenzfläche anzureichern