Exsolvieren

Exsolvieren bezeichnet in Geologie und Werkstoffkunde den Prozess, bei dem eine ursprünglich homogene Festkörperlösung durch Änderungen der Temperatur, des Drucks oder der chemischen Umgebung in zwei unterschiedliche, meist kohärente Phasen zerfällt. Die Endmitglieder der Lösung bilden typischerweise lamellare oder plättchenförmige Intergrowths innerhalb des Wirtskristalls. Exsolution tritt auf, wenn die Löslichkeit der Endmitglieder mit sinkender Temperatur oder durch Diffusionsprozesse abnimmt und sich über lange Zeiten eine zweite Phase ausbildet. Die exsolvierten Phasen bleiben oft kohärent oder semikoherent mit dem Kristallgitter, wodurch Spannungen entstehen und charakteristische Texturen sichtbar werden.

Vorkommen und Textur: Die bekannteste Form der Exsolution findet sich in Plagioklas-Feldspäten, wo bei ausreichender Abkühlung Lamellen einer Endmitte innerhalb der anderen entstehen. Ähnliche Lamellenstrukturen kommen auch in anderen Mineralen wie Pyroxenen oder Olivinen vor. In der Metallurgie kann Exsolution in überhärteten Festkörperlösungen auftreten, wobei sich infolge Alterung eine zweite Phase innerhalb der Matrix absetzt.

Bedeutung: Exsolutionstexturen liefern Hinweise auf Abkühlungs- und Diffusionsbedingungen in Gesteinen und Verarbeitungsprozessen in Legierungen. Sie lassen sich mit Licht- bzw. Elektronenmikroskopie identifizieren und dienen der Rekonstruktion chemischer und temperaturhistorischer Bedingungen.