Einlagerungsmischkristall

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Beispiele für
Einlagerungsmischkristalle
Einlagerungsmischkristall kubisch Flächenzentriert
Einlagerungsmischkristall kubisch Raumzentriert
schwarz = Atome des Basiselements

rot = Einlagerungsatome

Bei einem Einlagerungsmischkristall, auch interstitielle Verbindung oder Einlagerungsverbindung genannt, handelt es sich um eine chemische, nichtstöchiometrische, kristalline Verbindung aus mindestens zwei Elementen.

Diese Verbindungsart findet sich üblicherweise zwischen Metall und Nichtmetall, wobei die sehr viel kleineren Atome des Nichtmetalls (Fremdatome, Einlagerungsatome) Zwischengitterplätze oder Lücken im Kristallgitter des Metalls (Wirtselement, Basiselement) einnehmen. Einlagerungsverbindungen haben oft metallische Eigenschaften. Wichtige Vertreter sind unter anderem Eisen-Kohlenstoff, Wolframcarbid (WC), Ti2H oder Fe2N.

Bei einem Einlagerungsmischkristall entstehen immer Gitterverzerrungen, die das Kristallgitter aufweiten, da zusätzliche Atome ins Gitter aufgenommen werden müssen. Um diese Verbindung zu ermöglichen, darf der Atomdurchmesser des Fremdatoms nur etwa 41 % des Atomdurchmessers des Wirtsatoms betragen. Außerdem ist die Einlagerungsfähigkeit aufgrund der Gitterverzerrung und der damit verbundenen Spannungen stark begrenzt. Sie beträgt zum Beispiel bei der Verbindung Eisen-Kohlenstoff je nach Temperatur 0,10 % (δ-Mischkristall), 2,06 % (γ-Mischkristall) oder 0,02 % (α-Mischkristall). Das bedeutet, dass z.B. in einem α-Mischkristall maximal 0,2 % Kohlenstoff (bei 723 °C) bis 0,02 % (bei Raumtemperatur) gelöst werden können.

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