Zustandsdiagramme und Hebelgesetz

Eine Legierung des Cu-Ni-Systems wird im Temperaturbereich, in dem Schmelze und feste Phase koexistieren, unter Einhaltung des Gleichgewichts abgekühlt. Wie ändern sich dabei die Zusammensetzungen von Schmelze und fester Phase?

  1. ABeide verschieben sich zur Ni-reicheren Seite
  2. BBeide verschieben sich zur Ni-ärmeren Seite (Cu-Seite)
  3. CDie feste Phase verschiebt sich zur Ni-reicheren Seite, die Schmelze zur Cu-Seite
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Lösung: B. Beide verschieben sich zur Ni-ärmeren Seite (Cu-Seite)

Im Zweiphasengebiet entsprechen die Zusammensetzungen der Phasen den Enden der Konode bei der jeweiligen Temperatur: Die Schmelze liegt auf der Liquiduslinie, die feste Phase auf der Soliduslinie. Im Cu-Ni-System liegen Liquidus- und Soliduslinie umso höher, je näher man dem höher schmelzenden Ni (etwa 1455 °C) kommt; beim Absenken der Temperatur wandern daher beide Enden der Konode zur Seite des niedriger schmelzenden Cu (etwa 1085 °C). Mit fortschreitender Abkühlung nimmt also in fester Phase und Schmelze der Ni-Gehalt ab, während die Menge der festen Phase zunimmt. Die Vorstellung, die feste Phase wandere zur Ni-Seite, ist ein Missverständnis, das daher rührt, dass die zuerst ausgeschiedene feste Phase Ni-reich ist. Die Gesamtzusammensetzung der Legierung bleibt gleich, was auch dazu passt, dass nach dem Hebelgesetz der Anteil der festen Phase zunimmt.

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