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Werkstofftechnik 1 - Metastabile Gleichgewichte

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Werkstofftechnik 1

Metastabile Gleichgewichte

Man unterscheidet zwischen stabilen und metastabilen Systemen.

Eisen-Kohlenstoff-System

Ein typisches metastabiles System tritt im Eisen-Kohlenstoff-System auf. Die Zusammensetzung dieses Systems ist z.B $ Fe_3C$, also Karbid. Im Gegensatz zum stabilen System, wo der Kohlenstoff als Graphit vorliegt, ist er hier direkt gebunden. Obwohl die freie Energie hier höher ist und somit weniger stabil ist, liegt diese Phase oft vor und bildet sich auch im Zeitverlauf nicht in Graphit um. Die Ursache für diese Erscheinungsform liegt in der hohen Aktivierungsbarriere aufgrund der immensen Grenzflächenenergie zwischen Eisen und Graphit. 

Technische Gläser

Auch in Gläsern treten metastabile Gleichgewichte auf. Aufgrund des hohen kovalenten Bindungsanteils bei der Bildung von Kristallkeimen, kann flüssiges Glas leicht zu festem Glas herunter gekühlt werden. Dadurch entsteht ein metastabiles Gleichgewicht zwischen zwei Glasstrukturen, als Entmischung ohne Kristallkeimbildung. Diese Spaltung der Phasen tritt vor allem in technischen Gläsern auf

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Wie lange ein metastabiles System besteht, hängt von der Keimbildung, sowie von der Leitfähigkeit und dem Diffusionsvermögen eines Systems ab.