Bei den meisten technischen Werkstoffen handelt es sich um Vielkristalle.
Ein Vielkristall besteht aus vielen einzelnen Einkristallen, die hier Kristallite oder Körner genannt werden. Bei der Erstarrung beginnt das Wachstum dieser Kristallite an verschiedenen Stellen Sie wachsen so lange bis sie aneinander stoßen.
Die Stoßstellen werden als Korngrenzen bezeichnet.
Nur in wenigen Fällen, z.B. in der Mikroelektronik werden einkristalline Werkstoffe verwendet. Für das Auge besonders sichtbar machen lassen sich diese Verhältnisse bei der Erstarrung des Metalls Wismut. Bei anderen Metallen erfolgt die Erstarrung in analoger Weise, nur sind die Kristallite kleiner.
Herstellung einer Wismutschale:
1. Wismutschmelze wird in eine Kelle gefüllt
2. Erste Kristalle wachsen vom Rand in die Schmelze hinein.
3. Die Kristalle vergrößern sich durch weitere Anlagerung von Atomen weiter, stoßen schließlich aneinander (Stoßstellen = Korngrenzen)
4. Bevor die Erstarrung vollständig beendet ist, wird die noch überstehende Restschmelze abgegossen. Sichtbar werden nun die in die Schmelze hineingewachsenen Kristalle.
Deutlich wird: In allen Metallen stellt sich eine ganz bestimmte Anordnung der einzelnen Kristallite ein, die Gefüge genannt wird
Gefüge:
Ein solches Gefüge ist nicht unveränderlich, vielmehr ändert sich die zunächst beim Gießen eingestellte Struktur bei nachfolgenden Umform- bzw. Wärmebehandlungsschritten, ggf. aber auch bei der Beanspruchung eines Bauteils. So werden mit dem Begriff „Gefüge" auch andere Phasen (z.B. Ausscheidungen), nichtmetallische Einschlüsse oder Gitterbaufehler (z.B. Versetzungen, Korngrenzen, Risse) erfasst.
Zumeist wird unter dem Begriff „Gefüge" das im Mikroskop sichtbare Schliffbild eines Metalls (oder auch eines kerami-schen Werkstoffes verstanden).
Das Schliffbild stellt einen Schnitt durch die einzelnen Kristallite dar - zu sehen sind Körner (Kristallite) und Korngrenzen (Stoßstellen der Kristallite). Sind die Körner aber bei bestimmten Werkstoffen besonders groß, können sie auch mit bloßem Auge gesehen werden - mitunter sogar an Bruchflächen.
Das Gefüge eines Werkstoffes bestimmt in wesentlicher Weise dessen Eigenschaften.
Weitere Informationen - Metalle einfach erklärt - finden Sie hier.
Über ein Raumgitter lassen sich die wesentlichen Eigenschaften eines Kristalls beschreiben. Es wird aus identischen Zellen, aufgebaut. Diese bezeichnet man als "Elementarzellen".
Werden zwei Metalle verbunden, z.B. durch elektrolytisches Plattieren, die stark unterschiedliche Diffusionskoeffizienten haben, so stellen sich zwei unterschiedlich starke, entgegengesetzt gerichtet Diffusionsströme ein. Dies führt im Falle dünner Schichten unter Umständen mit der Zeit sogar zur Bildung von Löchern, insbesondere bei erhöhter Temperatur.
Metalle sind kristallin aufgebaut. Zu verstehen ist darunter eine streng periodische Anordnung der Atome. Das heißt: Jedes Volumenelement im Kristall weist dieselben Eigenschaften auf, so sind z.B. Zusammensetzung, Farbe und Dichte überall im Kristall gleich.
Lunker sind eingesunkene Bereiche an der Oberfläche eines Halbzeugs oder Bauteils oder auch Hohlräume im Inneren, die sich während des Fertigungsprozesses durch die Wärmeschrumpfung beim Erstarren und Abkühlen bilden.
Ein Lunker kann sich auch in Form einer sehr dünnen Röhre durch den Block ziehen. Die Gefahr der Bildung von Lunkern ist bei den einzelnen Metallen unterschiedlich...
Metalle, wie Aluminium, Kupfer und ihre Legierungen, liegen unter normalen technischen Bedingungen immer in kristalliner Form vor. Im Gegensatz zu den idealen Kristallmodellen der Kristallographe haben „reale“ Metallkristalle jedoch IMMER Fehler, selbst die speziell für die Halbleiterindustrie gezüchteten Einkristalle. Die Gitterbaufehler werden nach ihrer Größe (= Ausdehnung im Kristall) wie eingeteilt. Die kleinsten Fehler sind dabei jene, deren Größe einem Atom entspricht – die nullldimensionalen Gitterbaufehler.
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