Recovery and recrystallization behavior of technically pure molybdenum

Molybdän gehört zu der Gruppe der Refraktärmetalle, hat ein kubisch-raumzentriertes (krz) Kristallgitter und einen Schmelzpunkt von TS = 2620°C. Aufgrund seiner besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften wird Molybdän heutzutage neben den klassischen Hochtemperaturanwendungen auch häufig in der Elektronik und Beschichtungstechnik eingesetzt. Zurzeit sind großformatige Platten für die Herstellung von Sputtertargets von großer Bedeutung. Gesputterte Molybdänschichten werden als Diffusionsbarrieren in Flachbildschirmen (thin-film transistor liquid crystal displays, TFT-LCDs) und als Rückkontaktelektroden in photovoltaischen Zellen verwendet. Dennoch ist vor allem die Herstellung der heute von den Kunden verlangten großen Plattendimensionen schwierig. Da Molybdän keine allotrope Phasenumwandlung aufweist, sind Erholung und Rekristallisation die einzigen Mechanismen, mit denen man die Gefügeentwicklung während der Herstellung steuern kann. Deshalb war das Ziel der vorliegenden Arbeit, tiefere Einblicke in das mehr oder weniger unbekannte Verformungs-, Erholungs- und Rekristallisationsverhalten sowie in die Texturentwicklung während der ersten Schritte der thermomechanischen Behandlung zu erhalten. Als Untersuchungsmethoden wurden Druckversuche von Sinterlingen in einem Umformdilatometer, Warmwalzen, Rasterelektronenmikroskopie (REM), hochauflösende Rückstreuelektronenbeugung (electron-back-scatter diffraction, EBSD) sowie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) angewendet. Es konnte gezeigt werden, dass das Verhalten von Molybdän bei erhöhten Temperaturen aufgrund seiner hohen Stapelfehlerenergie vorwiegend von Erholungsprozessen bestimmt wird. Vorerholungsprozesse im niedrigen Temperaturbereich scheinen die Keimbildung der nachfolgenden statischen Rekristallisation positiv zu beeinflussen. Die rekristallisierte Mikrostruktur und Textur nach der Halbwarmumformung und Glühung wird eher durch orientierungsabhängige Wachstumsvorteile einzelner Subkörner bestimmt als durch den Keimbildungsprozess selbst, der schon während der dynamischen Erholung abläuft. Bei der Warmumformung finden starke dynamische Erholungsprozesse statt, weshalb sich das Warmumformverhalten stark von einer klassischen diskontinuierlichen dynamischen Rekristallisation unterscheidet. Die Erkenntnisse, die mit Hilfe von Umformdilatometrie gewonnen werden konnten, werden mit der Mikrostruktur, Textur und dem statischen Rekristallisationsverhalten einer Molybdän Platte verglichen, die durch eine industrielle thermomechanische Behandlung hergestellt wurde.