Mischkristallverfestigung

Die Mischkristallverfestigung ist eine mechanische Verfestigung der Kristallstruktur durch den Einbau von Zwischengitter- oder Substitutionsatomen. Werden Fremdatome in die Kristallstruktur eingebaut, so wird das Kristallgitter verzerrt. Geht die Verzerrung von einzelnen Atomen oder Molekülen aus, so spricht man von einem Punktdefekt. Atome mit ähnlichem Atomradius nehmen einen Substitutionsplatz im Kristallgitter ein, deutlich kleinere Atome (bei Metallen in der Praxis H, O, B, C, N) einen Zwischengitterplatz.

Die Verzerrung des Kristallgitters behindert Gleitbewegungen im Kristall. Gleitbewegungen können dann nicht mehr in einer Ebene verlaufen, sondern müssen sich um die Verzerrungen herum bewegen, was eine höhere Energie erfordert. Das Material ist also fester geworden.

Es lassen sich drei Wechselwirkungen von Versetzungen mit Fremdatomen unterscheiden:^[1]

• Parelastische Wechselwirkungen (Gitterparameter-Effekt) – Fremdatome haben eine andere Atomgröße, die das Gitter verzerren.
• Dielastische Wechselwirkungen (Schubmodul-Effekt) – Fremdatome haben ein verschiedenes Schubmodul und tragen anders zur Gesamtenergie des verzerrten Volumens einer Versetzung bei.
• Chemische Wechselwirkungen (Suzuki-Effekt) – Die Stapelfehlerenergie nimmt mit zunehmender Konzentration an Fremdatomen ab.

1. ↑ Günter Gottstein: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. In: Springer-Lehrbuch. 4. Auflage. 2014, ISBN 978-3-642-36603-1, ISSN 0937-7433, S. 272, doi:10.1007/978-3-642-36603-1.