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Festkörpermatrix

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Struktureller atomarer bzw. molekularer Aufbau – samt Ordnungsprinzipien des Aufbaus – von technischen Werkstoffen im festen Aggregatzustand.

Austenitische Edelstahllegierungen 1.4404 / 1.4435 bzw. 1.4539 zeichnen sich z. B. u. a. dadurch aus, dass die kristalline (Kristallgitter) Materialstruktur im Wesentlichen auf Eisen aufgebaut ist und Eisen mit den anderen Legierungselementen aufgrund nahezu idealer Mischbarkeit (Legierung) im Festzustand in der Regel ein kubisch-flächenzentriertes Raumgitter als Ordnungssystem aufbaut (γ-Mischkristalle [Mischkristall]).

Die Oberfläche der betreffenden Edelstahllegierung liegt in Form einer chromoxidreichen Passivschicht vor, die Korrosionswirkungen (Korrosion) verhindert (Rostfreier Stahl).

Der Übergang der morphologischen Struktur von der amorphen Passivschicht (Dicke ca. 1–3 nm) zu der kristallinen Festkörpermatrix (systematisches γ-Mischkristall aus Metallatomen mit Kornbildung (Korn) aus den Kristallen) ist infolge entsprechender Diffusionsprozesse (Diffusion) bei der Passivschichtbildung als fließend zu bezeichnen und entsprechenden Auger-Tiefenschnittprofilen (Auger-Analyse) anschaulich zu entnehmen.

Die kristalline Festkörpermatrix von austenitischen Edelstahllegierungen weist einen weitgehend geordneten regelmäßigen Gitteraufbau mit entsprechenden Gitterfehlern und eingelagerten Verunreinigungen auf.

Die amorphe Passivschicht unterliegt einem dynamischen Gleichgewichtszustand (Dynamisches Gleichgewicht) von De- und Repassivierung und „pendelt” i. Allg. in Dickenbereichen zwischen 0,5–3 nm, je nach finalem Oberflächenbearbeitungszustand wie z. B. mechanisch geschliffen oder elektrochemisch poliert.

Polymerwerkstoffe hingegen sind völlig anders aufgebaut, wobei zunächst zwischen Thermoplasten und Duroplasten zu unterscheiden ist.

Duroplaste stellen meist infolge chemischer Vernetzung über Hauptvalenzbindungen ein einziges Riesenmolekül dar.

Thermoplaste bestehen aus kettenförmigen Makromolekülen mit Kettenlängen bis zu 0,001 mm und sind im Stoffverbund vorwiegend durch Sekundärbindungen (Chemische Bindungen), z. B. Van-der-Waals-Kräfte, zusammengehalten, wobei sowohl unregelmäßige Verknäuelungen (amorphe Bereiche) wie auch Bereiche von z. B. regelmäßiger Parallellagerung (kristalline Bereiche) bekannt sind.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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