Gefüge und Phase, Korn- und Phasengrenzen

Zusammenfassung

Die in der Metallkunde behandelten Materialien sind zumeist kristallin. Schmelzen und Dampf werden nur als Grenzfälle betrachtet, neuerdings auch glasartige Materialien (unterkühlte Schmelzen). Wir setzen voraus, daß wir von jeder Substanz die (Kristall-)Struktur kennen. Sie wird nach den bekannten Röntgenmethoden ermittelt und in ihrem Aufbau nach Atomlagen, Symmetrien, Einheitszelle etc. kristallographisch beschrieben. (Auch für nichtkristalline Substanzen läßt sich eine strukturelle Beschreibung geben, die von den Atomen allerdings nicht so streng befolgt wird wie im Kristall.) Makroskopische Metallkörper bestehen, wie in der Übersicht gesagt wurde, nun aber i. allg. nicht aus einem einzigen Kristall, sondern aus vielen Kristall-„Körner“. Die Proben haben eine Mikrostruktur, ein Gefüge. Die Körner unterscheiden sich voneinander durch ihre Orientierung, u. U. aber auch in der (Kristall-) Struktur oder Zusammensetzung. Im ersten Fall spricht man von einem homogenen, im letzten von einem heterogenen System. Die in sich homogenen Bestandteile des letztgenannten heißen Phasen. Ihre Kristallstrukturen, Zusammensetzungen und auch Volumenanteile in der Probe stellen sich so ein, daß die Freie Enthalpie des Systems im Gleichgewicht ein Minimum ist. Phasen im hier definierten Sinne gehen durch Umwandlungen 1. Ordnung (thermodynamisch durch Unstetigkeiten in der 1. Ableitung der Enthalpie nach der Temperatur definiert) ineinander über, wie z. B. den Schmelzprozeß (s. Kap. 5).