Mischkristall

Als Mischkristall (MK, engl. als „feste Lösung „solid solution“ bezeichnet bzw. „ss“ abgekürzt) wird ein Kristall oder Kristallit bezeichnet, der aus mindestens zwei verschiedenen chemischen Elementen besteht, wobei die Fremdatome statistisch verteilt im Wirtsgitter vorliegen.

Kennzeichnend für einen Mischkristall ist jedoch, dass die Gitterstruktur des Ausgangskristalls durch den Einbau einer zweiten Teilchenart, die ein ähnliches Kristallgitter aufweisen muss, nicht geändert wird. Es bleibt daher das angestammte Atomgitter eines Elementes erhalten bleibt, wobei es gleichgültig ist, auf welche Weise die Fremdatome im Wirtsgitter eingebaut (eingelagert oder substituiert) sind.

Die meisten Metalle können in ihrem Atomgitterverband (der Matrix) bestimmte Mengen anderer Atomsorten aufnehmen. Diese Fremdatome können entweder in die Zwischengitterplätze eingelagert werden oder einen Atomgitterplatz der Matrix besetzen. Demgemäß unterscheidet man die Mischkristallarten (Bild 1) in Einlagerungsmischkristalle oder interstitielle Lösungen Substitutionsmischkristalle oder Austauschmischkristalle

Mischkristalle sind somit feste Lösungen, die, wenn sie metallische Eigenschaften besitzen, auch Legierungen genannt werden.

Als Folge der unterschiedlichen Gitterparameter wird dieses stets mehr oder weniger stark verspannt, was zu einer Festigkeitssteigerung führt (sog. Mischkristallhärtung bzw. Mischkristallverfestigung, siehe auch Verfestigungsmechanismen). Mischkristalle weisen daher eine höhere Härte und Zugfestigkeit auf und eine geringere Schmelztemperatur als der reine Stoff. Bei Metallen sinkt zudem die elektrische Leitfähigkeit.

Beispiele für Mischkristallbildungen durch Einlagerung ist das System Fe-C.
Zn in Cu oder Cu in Al sind Beispiele für eine Verfestigung mit substitutionellen Fremdatomen.

Zurück zur Übersicht