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duktile Verformung

 
     
  eine irreversible Verformung ohne Kohäsionsverlust (Kohäsion). Die Verformung spielt sich im mikroskopischen bis submikroskopischen Bereich durch inter- und intrakristalline Relativbewegungen ab. Duktiles Verhalten bedeutet verteilte Verformung mit einer bestimmten Verformungsrate ( duktile Verformung
) und einer bestimmten Differentialspannung (σ1 3). Die Fliessfestigkeit eines Gesteins ist diejenige Differentialspannung, bei der duktiles (raumgreifendes) Fliessen bei gleichbleibender Verformungsrate einsetzt. Im Gegensatz zum spröden Versagen kommt es meist nicht zu einem signifikanten Spannungsabfall bei einsetzendem duktilem Fliessen, es kann jedoch zu einem Anstieg kommen (Verformungshärtung). Die Fliessfestigkeit eines Materials ist stark von der Temperatur und der Verformungsrate abhängig, nicht jedoch vom Druck. Die Abhängigkeit von Differentialspannung und Verformungsrate wird in Form von linearen und nichtlinearen Fliessgesetzen dargestellt. Lineare Fliessgesetze haben die Form:

duktile VerformungSie beschreiben ein linear viskoses Verhalten (Newtonsche Flüssigkeit), bei dem die materialspezifische Viskosität (η)mit steigender Temperatur abnimmt. Lineare Fliessgesetze gelten z.B. für korngrössenabhängiges Fliessen, welches durch intra- und insbesondere interkristalline Diffusion gesteuert wird (Diffusionsfliessen). Nichtlineare Fliessgesetze gelten für korngrössenunabhängiges Fliessen, welches gesteuert wird durch intrakristalline Gleitvorgänge im Falle des Dislokationsgleitens oder durch eine Kombination von Gleiten und diffusionsgesteuertem Dislokationsklettern im Falle des Dislokationskriechens. Nichtlineares Fliessverhalten wird häufig mit Hilfe eines Potenzgesetzes ausgedrückt: (σ =Differentialspannung σ1 3,

duktile Verformungduktile Verformung
= Verformungsrate, H = Aktivierungsenergie, R =Gaskonstante, T = absolute Temperatur, A, n = Materialkonstanten). Die starke Temperaturabhängigkeit der duktilen Verformungsprozesse bewirkt, dass sie erst in grösserer Tiefe wirksam sind. Für ein duktiles Fliessen von Quarz bei geologisch realistischen Verformungsraten sind Temperaturen über 300ºC notwendig, beim Feldspat sind es 500ºC. Bei normalen thermischen Bedingungen setzt in einer quarzreichen Erdkruste duktiles Fliessen in einer Tiefe von ca. 15 km ein.
 
 

 

 

 
 
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