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Substitutionsmischkristall

Beispiele für Austauschmischkristalle

schwarz = Atome des Elementes 'A' rot = Atome des Elementes 'B'

Als Substitionsmischkristall oder Austauschmischkristall wird ein Mischkristall bezeichnet, bei dem mindestens zwei Stoffe einen gemeinsamen Kristall bilden und die Atome der zweiten Komponente auf regulären Gitterplätzen der ersten Komponente sitzen. Notwendige Voraussetzungen dafür sind:

1. annähernd gleich große Atome (Differenz max 14 %)
2. gleiche Gitterkonfiguration (Die Kristallart A & B muss die selbe sein)
3. geringe chemische Affinität der Komponenten (die Metalle müssen im Periodensystem benachbart sein)

Überstrukturen sind ein Spezialfall der Substitionsmischkristalle, die bei bestimmten ganzzahligen Mischungsverhältnissen der Komponenten auftreten (Beispiel: CuAu, Cu₃Au). Ein Substitutionsmischkristall mit statistischer Anordnung stellt keine stöchiometrische Verbindung der einzelnen Komponenten dar.

Sonderfälle für Substitutionsmischkristall

• Nahanordnung: Keine völlig regellose Anordnung von B-Atomen im A-Gitter.
• Überstruktur: Regelmäßige Anordnung von B-Atomen im A-Gitter; stöcheometrisches A-B-Verhältnis.
• Einphasige Entmischung (Cluster Bildung): Örtliche Anreicherung von B-Atomen im A-Gitter hat besondere Bedeutung bei ausscheidungsgehärteten Werkstoffen (z. B.: ALCuMg, ALMgSi)

Beispiele

• Legierungen:
  • Cu-Ni
  • Cu-Au
  • Ag-Au