Compositieveranderingen

Compositieveranderingen verwijzen naar het veranderen van de chemische samenstelling van een materiaal als gevolg van interacties met de omgeving, interne reacties of diffusie van componenten. Dergelijke veranderingen kunnen tijdelijk of permanent zijn en hebben vaak invloed op eigenschappen zoals sterkte, hardheid, geleidbaarheid en corrosiebestendigheid. Ze komen voor in uiteenlopende materialen en toepassingen, van metalen en keramiek tot polymeren en coatings.

De belangrijkste oorzaken zijn diffusie van atomen of ionen, chemische reacties met omgevingsagentia (zoals oxidatie, reductie en uitloging), neerslag of oplossingsprocessen waardoor nieuwe fasen ontstaan, en veranderingen door faseovergangen bij variërende temperatuur of druk. Ook selectieve leaching of uitwisseling tussen lagen kan tot lokale of oppervlakkige samenstellingsverschillen leiden. In sommige gevallen ontstaat een blijvende verandering, terwijl andere processen reversibel zijn bij terugkeer naar oorspronkelijke omstandigheden.

Voorbeelden en toepassingsgebieden: in de metallurgie kan warmtebehandeling leiden tot koolstofdiffusie en lokalisering van samengestelde fasen (carburisatie of decarburisatie). corrosie verandert de oppervlaktelaag van metalen door oxidatie en verbranding van legeringscomponenten. Metamorfe en metasomatische processen in geologie veranderen de mineralogische samenstelling van gesteenten. In polymeren en coatings kunnen oxidatie en hydrolyse leiden tot achteruitgang van de samenstelling en eigenschappen.

Analyse van compositieveranderingen gebeurt met technieken zoals X-rayfluorescentie (XRF), röntgendiffractie (XRD), scanning electron microscopy met energiedispersieve spectroscopie (SEM-EDS) en massaspectrometrie. Begrippen die ermee samenhangen zijn chemische homogenisatie, diffusie, faseovergang en corrosie.