80 Prakt. Met. Sonderband 47 (2015)
Die veredelte Probe AlSi7-Sr zeigt hingegen eine feine, korallenférmige Morphologie des eutekti-
schen Siliziums. Einzelne Korallen sind in der Regel nicht miteinander verbunden und können sich
bei Verformung in der duktilen Aluminium-Matrix gegeneinander verschieben. Dies führt zwar zu ;
einer geringeren Steifigkeit, jedoch werden die Duktilität und die Bruchdehnung entscheidend ver-
bessert.
Betrachtet man die Krümmungen der Siliziumstrukturen, wird ein weiterer Unterschied deutlich.
Bild 3 zeigt eine einzelne Siliziumplatte der unveredelten Probe AlSi7 (links) und der veredelten
Probe AlSi7-Sr (rechts). Die Kriimmung wird durch die Graustufen visualisiert. Je heller die Ober-
fliche, desto kleiner ist der mittlere Kriimmungsradius an dieser Stelle. Die Siliziumplatten der un-
veredelten Probe AlSi7 zeigen erwartungsgemäß an der Plattenoberfläche eine sehr geringe Krüm-
mung. An den Rändern wird der Krümmungsradius jedoch sehr klein und die Kerbwirkung der
spröden Siliziumplatten ist bei Verformung entsprechend groß. In der veredelten Probe sind die
Krümmungen der Siliziumphase zwar generell etwas größer als auf der Plattenoberfläche, sie sind
jedoch gleichmäßiger verteilt, d.h. es gibt kaum Bereiche mit einer sehr kleinen Krümmung wie im
Falle der unveredelten Probe.
Bild 3: Rekonstruktion einer einzelnen Siliziumplatte der Probe AlSi7 (links) und einer einzelnen Siliziumkoralle der Bk
Probe AlSi7-Sr (rechts). Ein heller Grauton zeigt einen kleinen mittleren Krümmungsradius der Oberfläche. Die :
Siliziumplatte zeigt an den Kanten sehr kleine Kriimmungsradien. Die Siliziumkoralle hat zwar durchschnittlich kleine- a
re Kriimmungsradien als die Siliziumplatte, zeigt aber eine gleichmiBigere Verteilung der Krimmungen ohne Bereiche
sehr kleiner Kriimmungsradien.
Mit Hilfe der FIB/REM Tomographie konnte lediglich die Anderung der Morphologie des eutekti-
schen Siliziums durch die Strontiumveredelung beschrieben und analysiert werden. Der Wirkme-
chanismus der Veredelung bleibt, aufgrund der sehr geringen Konzentration von lediglich 150 Roy
Gew ppm, verborgen. Nach einer anerkannten Theorie der Veredelungswirkung (Impurity Induced i
Twinning IIT [6]) lagert sich Strontium wiéhrend der eutektischen Erstarrung an der Wachstums- ;
front des eutektischen Siliziums an und führt zu einer verstärkten Zwillingsbildung. Durch die :
Verzwilligung kann das Silizium seine Wachstumsrichtung @ndern und so statt der plattenformigen :
Morphologie eine korallenférmige Morphologie ausbilden. Um geringe Mengen Strontium inner- ry
halb der teilweise sub-mikrometergroBen Siliziumstrukturen zu analysieren, bietet sich die Atom- [ng
sondentomographie an. ©
Bild 4 zeigt eine Rekonstruktion einer Atomsondentomographie der veredelten Probe AlSi7-Sr.
Gemessen wurde in der eutektischen Siliziumphase. Im Vergleich zeigt sich, dass Strontium nur in
Kombination mit Aluminium segregiert und die Sr/Al-reichen Strukturen eine feste Orientierungs-
beziehung zum Kristallgitter des Siliziums aufweisen. Siliziumatome wurden aus Gründen der
Übersichtlichkeit nicht dargestellt [3].
Wie in der IIT-Theorie vorausgesagt, wird das Veredelungselement Strontium in die Siliziumphase
eingelagert und stört deren Wachstum. Die IIT-Theorie gibt jedoch keine Erklarung fiir die Segre-
