Als Substitutionsmischkristall oder Austauschmischkristall wird ein Mischkristall bezeichnet, bei dem mindestens zwei Stoffe einen gemeinsamen Kristall bilden und die Atome der zweiten Komponente (die Fremdatome) auf regulären Gitterplätzen der ersten Komponente sitzen,[1][2] sie ersetzen also an bestimmten Stellen die Atome der ersten Komponente.
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| schwarz = Atome des Elementes 'A' rot = Atome des Elementes 'B' |
Notwendige Voraussetzungen sind:
- annähernd gleich große Atome (Differenz max. 15 %)[3]
- gleiche Gitterkonfiguration (die Kristallart A und B muss dieselbe sein)[3]
- chemische Affinität der Komponenten (etwa gleiche Anzahl an Valenzelektronen; Metalle müssen im Periodensystem benachbart, Elektronegativitäten ähnlich sein)[3]
Häufig sind die Fremdatome im Kristall vollkommen regellos (also statistisch) verteilt. Ein Substitutionsmischkristall mit statistischer Anordnung stellt keine stöchiometrische Verbindung der einzelnen Komponenten dar.
Für die Gitterkonstante des Mischkristalls gilt näherungsweise die Vegardsche Regel, nach der sich diese aus dem arithmetischen Mittel der Gitterkonstanten der Komponenten ergibt.[4]
- ↑ Rainer Schwab: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung für Dummies. John Wiley & Sons, 2011, ISBN 978-3-527-70636-5, S. 94 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Frank Hahn: Werkstofftechnik-Praktikum Werkstoffe prüfen und verstehen. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2015, ISBN 978-3-446-44494-2, S. 18 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ a b c Tarsilla Gerthsen: Chemie für den Maschinenbau. KIT Scientific Publishing, 2006, ISBN 978-3-86644-079-1, S. 255 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Bernhard Ilschner: Werkstoffwissenschaften Eigenschaften, Vorgänge, Technologien. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-10911-3, S. 49 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).