Verzerrungsenergie

Die Verzerrungsenergie ist eine Form der potentiellen Energie und beschreibt den Energiebetrag in Materialien, der aufgebracht werden muss, um die Abweichungen von der idealen, energieärmsten Materialstruktur zu realisieren. Solche Verzerrungen werden durch Gitterfehler hervorgerufen, z. B. durch Leerstellen oder Einschlüsse/Ausscheidungen.

Eigenschaften

In der Regel spricht man dabei von der elastischen Verzerrung, die den Grundsätzen des Hookeschen Gesetzes folgt. Die elastische Verzerrungsenergie spielt nur in Festkörpern eine Rolle und ist von besonderem Interesse in Kristallen.

Aufgrund der Richtungsabhängigkeit des Elastizitätsmodules eines Materials nimmt die Verzerrungsenergie evtl. ein Minimum an, wenn Gitterdefekte eine bestimmte Richtung im Kristall besitzen oder eine periodische Anordnung in bestimmter Richtung und Abstand aufzeigen.

Zur Berechnung der Verzerrungsenergie gibt es in der Materialwissenschaft drei verschiedene Modelle:

  • die Greensche Funktion
  • die Fourier-Integrale und
  • die Eshelby-Theorie (nach John D. Eshelby).

Literatur

  • Toshio Mura: Micromechanics of defects in solids. Martinus Nijhoff Publishers, 1982

Die News der letzten Tage

25.09.2022
Kometen_und_Asteroiden | Sonnensysteme
Untersucht: Bodenproben des Asteroiden Ryugu
Ein internationales Forschungsteam hat Bodenproben untersucht, die die japanische Raumsonde Hayabusa-2 auf dem Asteroiden Ryugu einsammelte.
22.09.2022
Milchstraße | Schwarze Löcher
Eine heiße Gasblase, die um das schwarze Loch der Milchstraße schwirrt
Mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen Anzeichen für einen „heißen Fleck“ entdeckt, der Sagittarius A*, das schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie, umkreist.
22.09.2022
Festkörperphysik | Quantenphysik | Teilchenphysik
Kernstück für einen skalierbaren Quantencomputer
Millionen von Quantenbits sind nötig, damit Quantencomputer sich in der Praxis als nützlich erweisen, die sogenannte Skalierbarkeit gilt als eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung.
22.09.2022
Optik | Quantenoptik
Zwischen Erfurt und Jena: Erstmals erfolgreich Quantenschlüssel via Glasfaser ausgetauscht
Das ist ein Meilenstein für die Erforschung der hochsicheren Quantenkommunikation in Thüringen und Deutschland.
22.09.2022
Festkörperphysik | Thermodynamik
Molekülschwingungen schärfer denn je messbar!
Mit Rastertunnelmikroskopen lassen sich zwar einzelne Moleküle abbilden, ihre Schwingungen waren damit bisher aber nur schwer detektierbar.
20.09.2022
Festkörperphysik | Quantenphysik
Neue Quantenmaterialien am Computer entworfen
Eine neues Designprinzip kann nun die Eigenschaften von bisher kaum erforschbaren Quantenmaterialien vorhersagen.
19.09.2022
Sterne
Stern-Kindheit prägt stellare Entwicklung
In klassischen Modellen zur Sternentwicklung wurde bis heute der frühen Evolution der Sterne wenig Bedeutung zugemessen.