Hexagonal dichteste Packung (hdP): Was ist damit gemeint?

Kristallstruktur (hdP, engl. HCP), in der dichtest gepackte Ebenen in der Folge ABAB… gestapelt sind. Die Koordinationszahl ist 12, das ideale c/a beträgt etwa 1,633. Beispiele sind Mg, Ti und Zn.

Japanische Bezeichnung: 六方最密構造

„Hexagonal dichteste Packung (hdP)“ kommt in 6 Übungsfragen aus 3 Themen vor, darunter Kristallstrukturen und Millersche Indizes, Metallische Werkstoffe und Legierungen, Biomaterialien.

Fachgebiet: Kristallstrukturen und Millersche Indizes

Selbst ausprobieren: Fragen zu Hexagonal dichteste Packung (hdP)

Welche Aussage über die ideale hexagonal dichteste Packung (hdP) trifft zu?

  1. Ac/a ≈ 1,633, Packungsdichte wie bei kfz etwa 0,74
  2. Bc/a ≈ 1,633, Packungsdichte wie bei krz etwa 0,68
  3. Cc/a ≈ 1,414, Packungsdichte wie bei kfz etwa 0,74
Lösung und Erläuterung anzeigen

Lösung: A. c/a ≈ 1,633, Packungsdichte wie bei kfz etwa 0,74

Die hdP-Struktur entsteht durch Stapelung dichtest gepackter Ebenen in der Folge ABAB …; berühren sich die starren Kugeln ideal, ist c/a = √(8/3) ≈ 1,633. Die Koordinationszahl ist 12 und die Packungsdichte etwa 0,74 – eine dichteste Packung wie kfz mit der Stapelfolge ABCABC … Etwa 0,68 ist die Packungsdichte von krz, und 1,414 (√2) ist das Verhältnis von Flächendiagonale zu Kantenlänge im kfz-Gitter, nicht das c/a von hdP. Bei realen hdP-Metallen weicht c/a vom Idealwert ab: Mg etwa 1,62, Ti etwa 1,59, Zn etwa 1,86. Wegen der geringen Zahl an Gleitsystemen ist die Duktilität von hdP-Metallen bei Raumtemperatur oft geringer als die von kfz-Metallen.

„Hexagonal dichteste Packung (hdP)“ in den Erläuterungen

Fragen, in denen „Hexagonal dichteste Packung (hdP)“ vorkommt (6)

  1. Welche Aussage über die ideale hexagonal dichteste Packung (hdP) trifft zu?
  2. Wie viele Atome berühren in einem Metall mit kubisch-flächenzentriertem Gitter (kfz) ein gegebenes Atom im kürzesten Abstand (Koordinationszahl)?
  3. Wie viele Atome enthält die Elementarzelle des kubisch-raumzentrierten Gitters (krz) netto?
  4. Wie groß ist die Packungsdichte der kfz-Struktur (Anteil des von Atomen eingenommenen Volumens am Volumen der Elementarzelle), wenn die Atome als gleich große starre Kugeln betrachtet werden?
  5. Welche Aussage über die Kristallstruktur von reinem Titan trifft zu?
  6. Was ist der Hauptgrund dafür, dass β-Titanlegierungen wie das System Ti-Nb-Ta-Zr für Implantate zur Knochenfixierung entwickelt wurden?

Rechner für Materialwissenschaft

Verwandte Begriffe

Kubisch-raumzentriertes Gitter (krz) Kubisch-flächenzentriertes Gitter (kfz) Packungsdichte β-Titanlegierung Elastizitätsmodul (E-Modul) Stress Shielding Passivität Millersche Indizes

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