Phasenanteilen

Phasenanteile beschreibt den Anteil einzelner Phasen in einem mehrphasigen System. Sie geben an, wie groß der Beitrag einer Phase am Gesamtmaterial ist. Phasenanteile können als Volumenanteile f_i oder als Massenanteile w_i angegeben werden; die Summe aller Phasenanteile beträgt 1 (oder 100%).

In Gleichgewichtssystemen lassen sich die Anteile einer zweiphasigen Mischung oft mithilfe der Leversatzregel bestimmen. Dabei hängt der Anteil der eine Phase von der Position der Gesamtzusammensetzung relativ zu den Grenzen zweier Phasen ab. Praktisch bedeutet dies: Der Anteil einer Phase ist proportional zur Entfernung der Gesamtkonzentration von der Grenze zur anderen Phase; in der Praxis werden Volumen- oder Massenanteile entsprechend der gewählten Basis berechnet. Umrechnungen zwischen Volumen- und Massenanteilen erfolgen über die Dichten der beteiligten Phasen.

Phasenanteile werden auf verschiedene Weise bestimmt. Mikroskopische Bildanalyse verwendet Flächenanteile als Näherung für Volumenanteile in dünnen Proben. Röntgenbeugung (Rietveld-Verfahren) und andere Diffaktionsmethoden liefern Phasenanteile aus der Kristallstruktur. Computertomographie und zerstörungsfreie Verfahren ermöglichen dreidimensionale Phasenverteilungen. In der Praxis werden Phasenanteile oft aus zwei- oder mehrphasigen Diagrammen abgeleitet und durch experimentelle Messungen validiert.

Bedeutung und Anwendungsfelder: Phasenanteile sind Schlüsselgrößen für mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Härte, Verformbarkeit), Diffusions- und Thermoeigenschaften sowie die Stabilität von Werkstoffen wie Legierungen, Keramiken, Zementen und geologischen Mischungen. Sie ändern sich mit Temperatur, Druck, Zeit und chemischer Zusammensetzung und können während Phasenumwandlungen auftreten.