Phasenmischung

Phasenmischung bezeichnet in der Materialwissenschaft einen Zustand, in dem mehrere Phasen eines Systems gleichzeitig vorhanden sind. Eine Phase ist ein räumlich abgegrenzter Bereich mit einheitlicher chemischer Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften. Phasenmischungen entstehen, wenn ein Material durch Änderungen von Temperatur, Druck oder Zusammensetzung instabil wird oder wenn zwei oder mehr Phasen bei bestimmten Bedingungen koexistieren. Sie treten sowohl in Feststoffen als auch in Flüssigkeiten oder Gasgemischen auf.

Beispiele finden sich in Feststoffen wie Zwei- oder Mehrphasenlegierungen (etwa Ferrit und Zementit in Stahl), keramische Mehrphasenwerkstoffe, oder Beton mit Zement- und Poren-/Gesteinsphasen. In Flüssigkeiten treten Emulsionen wie Wasser-Öl oder Suspensionen auf. Geologisch und mineralogisch kommen Mehrphasen-Systeme mit unterschiedlichen Mineralphasen vor.

Die Phasenverteilung bestimmt wesentliche Eigenschaften des Materials. Die Phasenanteile lassen sich aus Phasendiagrammen ableiten, oft mit der Hebelregel. Grenzflächen zwischen den Phasen beeinflussen Festigkeit, Zähigkeit, Korrosion und Wärmeleitfähigkeit. Phasenmischungen können stabil oder metastabil sein und sich durch Wärmebehandlung oder chemische Änderungen in andere Phasen umwandeln.

Analytische Verfahren zur Bestimmung von Phasenarten, Anteilen und Geometrie umfassen Mikroskopie, Röntgenbeugung, Differentialscanning Kalorimetrie (DSC) und andere spektroskopische Techniken.