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Niklaschef
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1. Was versteht man unter einer Phase?
- Eine Phase ist ein Stoff mit einheitlicher atomarer und molekulrar
- Struktur und konstanter chemischer Zusammensetzung. Daran können ein oder
- mehrere Elemente beteiligt sein.
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2. Durch welche 2 Größen wird der Zustand eines Stoffes bestimmt?
Von Druck und Temperatur.
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3. Erklären Sie das Auftreten eines Haltepunktes bei Reinmetallen!
- Phasenumwandlungen finden nur statt, wenn die Gesamtenergie eines System
- vermindert wird. Sobald beim Abkühlen ein bestimmter Punkt (der Haltepunkt!)
- erreicht ist, muss zunächst die Energie des Systems verringert werden. Dies
- geschiet durch freiwerdende Erstarrungswärme. Solange die Energie abgegeben wird,
- ändert sich die Temperatur nicht. Erst hiernach kann die Abkühlung fortgesetzt
- werden.
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4. Wieso ist bei heterogener Keimbildung der kritische Keimradius
kleiner als bei homogener Keimbildung?
- Bei heterogener Keimbildung lagern sich die neuen Keime an bereits
- vorhandene festen Oberflächen an. Da nun die aufzubringende Grenzflächenenergie
- geringer ist., verringert sich der kritische Keimradius, ab dem die Keime
- wachstumsfähig sind.
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6. Was versteht man unter einem Mischkristall?
- Substitutionsmischkristall: Hier werden die Atome der zweiten
- beteiligten Komponente im Gitter der ersten eingebaut (substituere = ersetzen).
- Einlagerungsmischkristall: Hier lagern sich die Atome der zweiten
- beteiligten Komponente in den Zwischengitterplätzen der ersten Komponente ein.
- Mischkristalle ähneln in ihren Eigenschaften denen des Basiskristalls.
- Insbesondere das Verfomungsvermögen wird kaum verändert. Die Einlagerung von
- Fremdatomen kann zu Gitterverzerrungen führen. Hierbei spricht man von einer
- Mischkristallhärtung. Mit sinkender Temperatur sinkt auch die Löslichkeit.
- Bei Substitutionsmischkristallen wird die Lösligkeit über die
- "Hume-Rothery-Regeln" bestimmt --> Beide Komponenten sollten
- gleiche Gitterstruktur besitzen, ähnliche Atomradien haben und gleiche
- Elektronenaffinität.
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9. Was versteht man uner Segregratbildung?
- Mit abnehmender Temperatur sinkt das Lösungsvermögen für Fremdatome im
- Kristallgitter. Die nun übrigen Fremdatome diffundieren an energetisch günstige
- Bereiche im Gitter. Diese befinden sich z.B. an den Korngrenzen. Durch die
- erhöhte Anzahl an Fremdatomen in diesem Bereich bildet sich in Form von
- Segregraten eine Ausscheidung von ß-Mischkristallen zu den Korngrenzen des
- alpha-Gitters. (Segregation = Entmischung)
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12. In welchem Bereich spricht man von Gusslegierung bzw. von Stählen?
Kohlenstoffgehalt < 2,06% ---> Stähle
Kohlenstoffgehalt > 2,06% ---> Guss
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13. Begründen Sie das Auftreten von metastabilen Zementit, obwohl
Graphit die stabilere Phase ist !
- Betrachtet man den Verlauf der freien Enthalpien im System Fe-C, so
- erkennt man das Grahpit die stabilere Phase ist. Zementit besitzt ein
- rhombisches Kristallgitter, Graphit hingegen ein hexagonales. Beim hexagonalen
- Gitter ist die Keimbildungsarbeit größer als beim rhombischen. Deshalb entsteht
- vorzugsweise Zementit.
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14. Bei welcher Temperatur spricht man von der Curie-Temperatur?
- Die Curie-Temperatur (Curie-Punkt) befindet sich bei 769°C. Unterhalb
- dieser Temperatur ist das alpha-Eisen ferromagnetisch, darüber
- "unmagnetisch".
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16. Begründen Sie das höhere Lösungsvermögen für Kohlenstof im Austenit
im Vergleich zum Ferrit!
- Die Zwischengitterplätze im Austenit (kfz) haben eine größe von 0,1nm.
- Die Zwischengitterplätze im Ferrit (krz) sind lediglich 0,04nm groß. Im
- Austenit kann sich maximal 2,06% C (1147°C), im Ferrit 0,02% C (723°C).
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