244 Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 
3. Ergebnisse und Diskussion 
3.1 Evaluierung der Festigkeiten 
Abb.1 Zeigt ein Weibulldiagramm mit Ergebnissen von F estigkeitsmessungen an (i) spiegelpolierten 
LiNbOs3 Proben, (ii) Proben mit Kratzer parallel zur — 99.04 ) 
kritischsten Spaltebene und (iii) Proben mit Kratzern x TT ) 
mit groBem Winkel zur kritischsten Spaltebene, wofiir Q- 93.40 
Daten aus [12] und [13] reproduziert wurden. Die ; 
höchste charakteristische Festigkeit mit 694 [671-718] T6321 5 
MPa weisen die spiegelpolierten Proben auf. Mit : 30.78 % 
430 [397-467] MPa bzw. 0o=277 [250-307] MPa : : 
wurden signifikant niedrigere Festigkeiten für die 2 12.664 3 
Serien mit Kratzern gemessen, wobei die niedrigeren : 
Werte auf jene Proben mit den Defekten parallel zur } 4.86. 
Spaltebene entfallen. Dies konnte auch fiir Proben aus » 18° : 
LiTaO; gezeigt werden [13]. Selbst bei diesen unter > bo 
gleichen Bedingungen vorgeschädigten Proben isteine SS 0 mt a 5 = 
i A 200 500 1000 m 
eklatante Streuung der einzelnen Festigkeitswerte Bruchspannung, o. [MPa] - 
auffällig, die zu einem niedrigen Weibullmodul (m~5- Th fo 
6) führt und damit im Bereich der spiegelpolierten Abb.1:  Festigkeitsverteilungen von © 
Proben liegt. Diese Werte sind vergleichbar mit jenen LiNbOs Einkristallen: spiegelpoliert, mit RS 
anderer spröder einkristalliner Materialien wie Kratzern parallel bzw. unter 45° zur 
beispielsweise Silizium [20, 21]. kritischsten Spaltebene (reproduzierte 
Daten aus [12] und [13]) 
3.2 Fraktographie 
Die fraktographischen Untersuchungen liefern die Erklärung für die beobachteten Phänomene. Abb.2a 
zeigt ein typisches Bruchbild einer spiegelpolierten LiNbO3 Probe mit Brüchen, die bevorzugt entlang 
der {0112} Ebenenfamilie verlaufen. Diese Ebene hat die geringste Zähigkeit und Bruchenergie [22]. 
Beim B3B Test ist dabei die (0112) Ebene mit einem Winkel von 85° zur Oberfläche den höchsten 
Zugspannungen ausgesetzt und damit am Kritischsten für diesen Versuch. Für Proben mit einem Defekt 
parallel zu dieser Ebene ergeben sich dadurch die geringsten Festigkeiten. Abb.2b zeigt, dass sich für 
Proben mit einem eingebrachten Kratzer parallel zu dieser Ebene ein sehr glatter Bruch entlang dieser i 
Schädigung bildet. Daraus kann auf eine niedrige Bruchenergie und damit Bruchkraft geschlossen wre 
werden. Auch fiir Proben mit dem Kratzer unter einem Winkel von 45° zur kritischsten Spaltebene 
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Abb.2: (a) Typisches Bruchbild einer spiegelpolierten Probe, (b) einer Probe mit einem Kratzer 4} 
parallel zur kritischsten Spaltebene und (c) mit einem Winkel von 45° zu dieser Ebene