Lehrbuch der Allgemeinen Metallkunde

Inhalt
I. Einleitung.- 1. Bedeutung und Eigenart der Metallkunde.- 2. Grundlegende Tatsachen und Definitionen.- II. Einige allgemeine Grundlagen.- A. Einige physikalisch-chemische Beziehungen.- 1. Die isotherme Ausdehnungsarbeit eines idealen Gases.- 2. Das Massenwirkungsgesetz.- 3. Die Aktivierungsenergie.- 4. Die Formel von W. Nernst für das elektrochemische Elektrodenpotential.- B. Einige krystallographische Grundlagen.- 1. Raumgitter, Elementarzelle.- 2. Indizierung von Ebenen und Richtungen.- 3. Die Krystallsysteme.- 4. Das kubische System.- 5. Angabe der Atombesetzung in einer Struktur.- 6. Das hexagonale System dichtester Kugelpackung.- 7. Die Beziehung des hexagonalen Gitters dichtester Packung zum kubischen flächenzentrierten Gitter.- C. Röntgenanalyse in der Metallkunde.- 1. Allgemeines und die Braggsche Beziehung.- 2. Die Verfahren von M. v. Laue, von W. H. und W. L. Bragg und von P. Debye und P. Scherrer.- 3. Netzebenenabstand und Millersche Indizes.- 4. Interferenzen und Auslöschungen im kubischen Raumgitter.- 5. Dichte und Zahl der Atome in der Elementarzelle.- 6. Intensitätsanalyse komplizierterer Strukturen.- 7. Bestimmungsstücke der Intensität der Röntgeninterferenzen.- 8. Anwendung der Röntgenstrahlen in der Metallkunde.- a) Untersuchung von Zustandsdiagrammen.- b) Sondererscheinungen im Röntgendiagramm. Texturen.- c) Bemerkung über die Grobstrukturuntersuchung.- D. Thermodynamische Grundlagen.- 1. Einige thermodynamische Bezeichnungen und Definitionen.- 2. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik.- 3. Kreisprozeß und adiabatischer Prozeß.- 4. Umkehrbare und nicht umkehrbare Prozesse.- 5. Der Carnotsche Kreisprozeß und die Formulierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik.- 6. Übertragung auf beliebige Prozesse und Ableitung des Entropie-Begriffes.- 7. Das thermodynamische Gleichgewicht.- 8. Berechnung von Zustandsänderungen bei irreversiblen Prozessen.- 9. Die Gleichung von Clausius und Clapeyron.- III. Konstitutionslehre (Heterogene Gleichgewichte).- A. Einstoffsysteme.- 1. Zustandsgleichung, Zustandsdiagramm.- 2. Phasenregel im Einstoffsystem.- 3. Gestalt des Zustandsdiagrammes.- 4. Allotrope Modifikationen.- 5. Diagramm für konstanten Druck.- 6. Schmelz-, Siede- und Umwandlungstemperaturen der reinen Metalle.- B. Zweistoffsysteme.- 1. Phasenregel bei Zweistoffsystemen.- 2. Das Zustandsdiagramm.- a) Allgemeine.- b) Die Hebelbeziehung.- c) Wahl der Konzentrations-Variablen.- d) Gewichtsprozente und Atomprozente.- 3. Formen des Zustandsdiagrammes.- a) Übersicht.- b) Mechanisches Gemenge der Bestandteile.- c) Die Bestandteile bilden eine intermediäre Krystallart (Verbindung) mit einem Schmelzpunkts-Maximum.- d) Die Bestandteile bilden eine intermediäre Krystallart, die unter Zersetzung schmilzt (inkongruent schmelzende Verbindung).- e) Die Bestandteile bilden in allen Verhältnissen Mischkrystalle.- f) Die Bestandteile bilden miteinander begrenzte Reihen von Mischkrystallen mit einem Eutektikum.- g) Die Bestandteile bilden begrenzte Mischkrystallreihen mit einem Peritektikum.- h) Die Bestandteile bilden im flüssigen Zustand eine Mischungslücke und im festen Zustand ein mechanisches Gemenge.- 4. Mengen der Krystalle und der Schmelze im Verlaufe der Erstarrung.- 5. Ableitung der binären Zustandsdiagramme mit Hilfe des thermodynamischen Potentials.- a) Das chemische Potential und das ?-X-Diagramm.- b) Das Potential eines mchanischen Gemenges und einer ununterbrochenen Reihe von Schmelzen oder Mischkrystallen.- c) Gang der Potentiale im Erstarrungsintervall.- d) Entstehung einer Mischungslücke im flüssigen Zustand.- e) Erstarrung eines mechanischen Gemenges der Bestandteile.- f) Erstarrung einer Verbindung mit einem Temperaturmaximum.- g) Allgemeine Ableitung der isothermen Tangente im Temperaturmaximum. Schmelzkurve beim eutektischen Punkt.- h) Erstarrung einer Verbindung ohne Temperaturmaximum.- i) Erstarrung einer ununterbrochenen Reihe von Mischkrystallen.- k) Zusammenfassende Bemerkung.- C. Phasenregel.- 1. Ableitung der Phasenregel.- 2. Unabhängige Bestandteile.- 3. Sonderfälle.- D. Dreistoff-Systeme.- 1. Darstellung.- a) Das Konzentrationsdreieck.- b) Die Hebelbeziehung.- c) Schwerpunktsbeziehung für drei Phasen.- d) Vierphasengleichgewichte.- 2. Erstarrungstypen.- a) Die Bestandteile bilden im Krystallzustand ein mechanisches Gemenge.- ?) Erstarrungsgang.- ?) Zustandsflächen und Zustandsräume.- ?) Projektionen und Schnitte.- b) Mischkrystalle in allen Verhältnissen.- c) Beschränkte Mischkrystallbildung bei allen Bestandteilen. Ternäres Eutektikum.- d) Eine binäre Verbindung mit offenem Maximum. Keine Mischkrystallbildung.- e) Lückenlose Mischkrystallbildung in einem Randsystem, Eutektika in den beiden anderen.- f) Abschließende Bemerkung.- E. Systeme mit vier und mehr Bestandteilen.- 1. Vorbemerkung.- 2. Das Konzenträtionstetraeder.- 3. Erstarrung eines mechanischen Gemenges der vier Bestandteile. Isotherme Darstellungen.- 4. Erstarrung eines mechanischen Gemenges der vier Bestandteile. Polythermisches Modell.- F. Bemerkungen über die Methoden der Konstitutionsforschung.- 1. Die mikroskopische und die Röntgenmethode.- 2. Die thermische Analyse.- 3. Schwierigkeiten der Gleichgewichtseinstellung.- G. Zur Energetik binärer Systeme.- 1. Vorbemerkung.- 2. Eine homogene Phase.- a) Einige grundlegende Beziehungen.- b) Das thermodynamische und das chemische Potential.- c) Aktivität und Aktivitätskoeffizient.- d) Einige Bestimmungsmethoden der thermodynamischen Größen.- e) Vereinfachte Annahmen über den atomistischen Aufbau der Phasen.- ?) Ideale und reguläre Mischungen.- ?) Mischkrystallphasen mit geringem Fehlordnungsgrad.- f) Experimentelle Ergebnisse.- 3. Zweiphasengleichgewichte.- a) Allgemeine Behandlung von Gleichgewichtskurven.- b) Grenzfall geringer Konzentrationen.- c) Entmischungskurve mit kritischem Punkt.- IV. Der atomistische Aufbau des metallischen Krystalles.- A. Intermetallische Krystallarten. Reine Metalle.- 1. Allgemeines.- a) Definition einer intermetallischen Verbindung.- b) Einige Beispiele von intermetallischen Verbindungen.- 2. Systematische Erörterung.- a) Die Bindungstypen in Krystallen.- ?) Das Ionengitter.- ?) Homöopolare Bindung.- ?) Metallische Bindung.- ?) Übergangsfälle. Allgemeines über metallische Strukturen.- b) Eine all em ine thermödynamische Betrachtung.- 3. Einzelne Strukturtypen.- a) Alkalimetalle. Raelmetalle.- b) Die Hume-Rothery-Phasen.- c) Laves-Phasen.- ?) Struktur der Verbindung MgCu2.- ?) Struktur der Verbindung MgZn2.- ?) Existenzbedingungen der Laves-Phasen.- d) NiAs-Typ.- e) Zintlsche Phasen.- B. Mischkrystalle.- 1. Allgemeine Einteilung.- 2. Einlagerungsmischkrystalle (interstitiäre Mischkrystalle).- 3. Substitutionsmischkrystalle. Beständigkeitsgrenzen von Mischkrystallen.- 4. Defektmischkrystalle.- V. Diffusion.- 1. Grundlegende Beziehungen.- 2. Experimentelle Methoden der Diffusionsmessung.- 3. Tatsachenmaterial.- 4. Theorie der Diffusion.- 5. Diffusion und Reaktion.- VI. Entstehung des krystallinischen Metallkörpers.- A. Vorbemerkung.- B. Die Keimbildung.- 1. Definition des Schmelzpunktes und die Unvermeidbarkeit einer Unterkühlung bei der Keimbildung.- 2. Abhängigkeit des Dampfdruckes eines Flüssigkeitskeimes vom Radius.- 3. Wahrscheinlichkeit der Bildung eines kritischen Tropfenkeimes und die hierzu erforderliche Arbeitsleistung.- 4. Tropfenbildung an einer Wand.- 5. Krystallbildung aus dem Dampf (Reifbildung).- 6. Allgemeines über Krystallkeimbildung in Schmelzen.- 7. Keimbildung in Metallschmelzen.- C. Das Krystallwachstum in der Schmelze.- 1. Definition der linearen Krystallisationsgeschwindigkeit. Ihre formale Richtungsabhängigkeit.- 2. Grundvorstellung des Krystallwachstums nach W. Kossel, J. N. Stranski.- 3. Störungen des Krystallwachstums.- 4. Einfluß der Krystallisationswärme und der Diffusion bei Lösungen. Dendritenbildung. Einfluß der Unterkühlung auf die Krystallform.- 5. Messung der Krystallisationsgeschwindigkeit (K. G.) nach G. Tammann in Röhrchen.- 6. K…

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