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2022-01-27T09:11:47Z

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Als '''Substitutionsmischkristall''' oder '''Austauschmischkristall''' wird ein [[Mischkristall]] bezeichnet, bei dem mindestens zwei [[Stoff (Chemie)|Stoffe]] einen gemeinsamen [[Kristall]] bilden und die Atome der zweiten Komponente (die [[Fremdatom]]e) auf regulären [[Kristallstruktur|Gitterplätzen]] der ersten Komponente sitzen,<ref>{{Literatur |Autor=Rainer Schwab |Titel=Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung für Dummies |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2011 |ISBN=978-3-527-70636-5 |Seiten=94 |Online={{Google Buch |BuchID=P6ktBAAAQBAJ |Seite=94 }}}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Frank Hahn |Titel=Werkstofftechnik-Praktikum Werkstoffe prüfen und verstehen |Verlag=Carl Hanser Verlag GmbH Co KG |Datum=2015 |ISBN=978-3-446-44494-2 |Seiten=18 |Online={{Google Buch |BuchID=iO7aBgAAQBAJ |Seite=18 }}}}</ref> sie [[Substitution (Mineralogie)|ersetzen]] also an bestimmten Stellen die Atome der ersten Komponente.

{| class="float-right" style="width:200px;border:1px solid black;"
|+ Beispiele für Austauschmischkristalle
|-
|[[Datei:Austauschmischkristall, kubischflächenzentriert.svg|140px|zentriert]][[Datei:Austauschmischkristall, kubischraumzentriert.svg|140px|zentriert]]
|- style="font-size:smaller;"
| '''schwarz''' = Atome des [[Chemisches Element|Element]]es 'A' 
'''rot''' = Atome des Elementes 'B'
|}

Notwendige Voraussetzungen sind:
# annähernd gleich [[Atomradius|große Atome]] (Differenz max. 15 %)<ref name="Tarsilla Gerthsen">{{Literatur |Autor=Tarsilla Gerthsen |Titel=Chemie für den Maschinenbau |Verlag=KIT Scientific Publishing |Datum=2006 |ISBN=978-3-86644-079-1 |Seiten=255 |Online={{Google Buch |BuchID=qLGL3CXpg5IC |Seite=255 }}}}</ref>
# gleiche Gitterkonfiguration (die Kristallart A und B muss dieselbe sein)<ref name="Tarsilla Gerthsen" />
# [[Affinität (Chemie)|chemische Affinität]] der Komponenten (etwa gleiche Anzahl an [[Valenzelektron]]en; [[Metall]]e müssen im [[Periodensystem]] benachbart, [[Elektronegativität]]en ähnlich sein)<ref name="Tarsilla Gerthsen" />

Häufig sind die Fremdatome im Kristall vollkommen regellos (also [[statistisch]]) verteilt. Ein Substitutionsmischkristall mit statistischer Anordnung stellt ''keine'' [[stöchiometrisch]]e Verbindung der einzelnen Komponenten dar.

Für die [[Gitterkonstante]] des Mischkristalls gilt näherungsweise die [[Vegardsche Regel]], nach der sich diese aus dem [[Arithmetisches Mittel|arithmetischen Mittel]] der Gitterkonstanten der Komponenten ergibt.<ref>{{Literatur |Autor=Bernhard Ilschner |Titel=Werkstoffwissenschaften Eigenschaften, Vorgänge, Technologien |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-662-10911-3 |Seiten=49 |Online={{Google Buch |BuchID=8h6yBgAAQBAJ |Seite=49 }}}}</ref>

== Sonderfälle ==
Spezialfälle der Substitionsmischkristalle sind:
* [[Überstruktur]]en (oder [[Fernordnung]]), die bei bestimmten stöchiometrischen Mischungsverhältnissen der Komponenten auftreten (Beispiel: CuAu, Cu3Au). Hierbei liegen die Fremdatome in einer geordneten Verteilung / regelmäßigen Anordnung vor.<ref name="Tarsilla Gerthsen" />
* [[Nahordnung]], bei der die Wirtsatome größere, zusammenhängende Bereiche bilden, die Fremdatome dagegen seltener direkt nebeneinander liegen bzw. keine völlig regellose Anordnung haben.<ref name="Tarsilla Gerthsen" />
* einphasige oder [[Kohärenz (Metallurgie)|kohärente]] [[Entmischung (Thermodynamik)|Entmischung]] (Clusterbildung): die [[Lösung (Chemie)|gelöst]]en Fremdatome liegen in bestimmten Bereichen, den ''Zonen'', in größerer [[Konzentration (Chemie)|Konzentration]] vor (Anreicherung); dies hat besondere Bedeutung bei [[Ausscheidungshärtung|ausscheidungsgehärtet]]en [[Werkstoff]]en (z. B.: [[AlCuMg]], [[AlMgSi]]).<ref name="Tarsilla Gerthsen" /><ref>{{Literatur |Autor=Wolfgang Bergmann |Titel=Werkstofftechnik 1 Struktureller Aufbau von Werkstoffen – Metallische Werkstoffe – Polymerwerkstoffe – Nichtmetallisch-anorganische Werkstoffe |Verlag=Carl Hanser Verlag GmbH Co KG |Datum=2013 |ISBN=978-3-446-43581-0 |Seiten=61 |Online={{Google Buch |BuchID=XzhQAgAAQBAJ |Seite=61 }}}}</ref>

== Beispiele ==
*[[Legierung]]en:
**[[Kupfernickel|Cu-Ni]]
**[[Kupfer|Cu]]-[[Gold|Au]]
**[[Silber|Ag]]-[[Gold|Au]]
**[[Aluminium-Lithium-Legierung]]en

== Siehe auch ==
* [[substitionelle Fehlstelle]]

== Literatur ==
* Charles Kittel: ''Einführung in die Festkörperphysik.'' Oldenbourg, 11. Auflage 1996, ISBN 3-486-23596-6.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kristallographie]]

Substitutionsmischkristall - Versionsgeschichte

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