intermetallischen

Intermetallische Verbindungen, auch als Intermetallische Phasen bezeichnet, sind chemische Verbindungen aus zwei oder mehr Metallen mit definierter, fest stoichiometrischer Zusammensetzung und geordneter Kristallstruktur. Im Gegensatz zu Mischkristallen weisen sie eine klare Proportion der Elemente und oft charakteristische Kristallstrukturen auf, wie L12, CsCl-ähnliche Typen (B2) oder Laves-Phasen (C14, C15, C36).

Bildung und Struktur: Intermetallische Phasen entstehen vor allem durch Diffusion in mehrkomponentigen Systemen bei hohen Temperaturen, durch entsprechende Schmelzprozesse, Sinterverfahren oder durch Umwandlungen in Legierungen. Häufige Strukturtypen sind zum Beispiel Ni3Al (L12), TiAl-basierte Legierungen (gamma-TiAl) sowie FeAl (B2) und Fe3Al (D03). Laves-Phasen treten in vielen Übergangsmetall-Systemen auf und zeichnen sich durch enge atomare Packungen aus.

Eigenschaften: Intermetallische Verbindungen weisen oft hohe Schmelz- und Temperaturbeständigkeit, große Härte und gute Oxidationsbeständigkeit auf. Gleichzeitig sind sie häufig spröde und zeigen bei Raumtemperatur geringe Duktilität, was ihre Verarbeitung erschwert. Ihre mechanischen Eigenschaften sind stark temperaturabhängig. Die Verarbeitbarkeit lässt sich durch Legierungszugaben und geeignete Wärmebehandlungen verbessern.

Anwendungen: Aufgrund ihrer Festigkeit und Hochtemperaturstabilität finden Intermetallische Anwendung in Hochtemperaturkomponenten wie Turbinenschaufeln und Gehäusen in der Luft- und Raumfahrt, insbesondere TiAl-basierte Legierungen. Sie kommen auch in magnetischen Systemen oder spezialisierten elektrochemischen Anwendungen vor.

Herausforderungen: Die spröde Natur vieler Intermetallischer begrenzt deren breite industrielle Nutzung. Forschung konzentriert sich auf verbesserte Verarbeitungstechniken, modifizierte Legierungen und optimierte Wärmebehandlungen, um Duktilität und Langzeitstabilität zu erhöhen.