Materialwissenschaften

Eutektikum und Peritektikum

Inhaltsübersicht

Es gibt auch viele komplexe Zustandsdiagramme in der Werkstoffkunde. Die bekanntesten sind Diagramme mit Eutektikum oder mit Peritektikum, genauso wie eutektoide und peritektoide Phasendiagramme.

Eutektikum

In dieser Art des Phasendiagramms kommt es zu einem sogenannten Eutektikum. Dabei handelt es sich um eine besondere Form der Phase zwischen zwei Bindungspartnern. Die Partner sind im flüssigen Zustand vollständig ineinander löslich. Wird dann die Temperatur gesenkt sind diese überhaupt nicht mehr oder nur teilweise miteinander löslich. Sie zerfallen in ein Kristallgemisch, welches als Eutektikum bezeichnet wird. Dieses besondere Gemisch befindet sich bei der Phase \alpha + \beta.

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Teilweise Löslichkeit und Eutektikum unterhalb des eutektischen Punktes

Falls die Atomsorten A und B ein solches Eutektikum erzeugen können, haben sie einen eindeutig definierten Schmelzpunkt, den man auch als eutektischen Punkt bezeichnet. Dieser befindet sich am Berührungspunkt von Solidus- und Liquiduslinie. Hier sind alle drei Phasen des Systems im thermodynamischen Gleichgewicht miteinander. Die drei Zustände sind, die Phase der Sorte A (\alpha), die der Atomsorte B (\beta) und die Schmelze (L).

Eutektoid

Bei einem Eutektikum geht es um den Phasenübergang zwischen flüssig und fest. Hingegen handelt es sich bei einem Eutektoid um einen Übergang zwischen einer festen Phase in zwei weitere feste Zustände. Solch ein Zusammenhang gibt es bei dem Eisen-Kohlenstoff-Gemisch. Hier wäre das, bei Senkung der Temperatur, der Übergang zu Perlit.

Das nachfolgende Zustandsdiagramm zeigt eine eutektoide Reaktion der Bindungspartner A und B. Im Prinzip sieht dieses Diagramm dem oberen mit Eutektikum sehr ähnlich. Der Unterschied liegt im Fehlen der Schmelzphase L. Die Bindungspartner befinden sich oberhalb des eutektoiden Punktes in einer festen Phase. Wird jetzt die Temperatur gesenkt, gehen die Partner über den eutektoiden Gleichgewichtspunkt in die Mischpase \alpha + \beta über. Hier handelt es sich wieder um das vorher besprochenen Eutektikum.

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Eutektoides Zustandsdiagramm Werkstoffkunde mit Eutektikum

Peritektikum

Bei einem System mit Peritektikum gibt es kein Minimum in der Liquiduslinie. Es geht hier um den Übergang der Phase der Schmelze L und einer festen Phase \alpha in eine andere, zur \alpha-Phase verschiedene, feste Phase \beta.

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Zustandsdiagramm Werkstoffkunde mit Peritektikum

Die waagrechte Linie unter der L + \alpha Phase wird Peritektikale genannt. Auf ihr liegt der sogenannte peritektischer Punkt, bei dem sich die Phasen L + \alpha und \beta im Gleichgewicht befinden.

Peritektoid

Bei einem peritektoiden Phasenübergang handelt es sich ungefähr um denselben Übergang, wie bei dem Peritektikum. Allerdings spricht man von einem Peritektoid, wenn alle beteiligten Phasen im festen Zustand vorhanden sind. Somit setzen sich hier zwei feste Phasen in eine dritte feste Phase um.

Der Unterschied zum Zustandsdiagramm Peritektikum liegt wiederum im Fehlen der Schmelzphase L. Die einzelnen Zustände existieren hier nur in der festen Phase.

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Zustandsdiagramm Werkstoffkunde mit Peritektikum und peritektoiden Punkt

Merke: alle Diagramme mit „-oide“ betrachten nur feste Phasen!


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