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Lexikon der Chemie: Überstruktur

Überstruktur, die geordnete Verteilung der Bausteine in einem Substitutionsmischkristall (Mischkristall). Normalerweise sind in einem Substitutionsmischkristall die Atome der Mischungskomponenten statistisch regellos auf die Gitterplätze verteilt (ungeordneter Mischkristall). Unter bestimmten Bedingungen, wie spezielle stöchiometrische Verhältnisse und spezielle Kristallisationsbedingungen, kann die statistische Verteilung in eine geordnete Verteilung übergehen (geordneter Mischkristall, Ausbildung einer Ü.). Ein anschauliches Beispiel liefert das System Kupfer/Gold. In einer Legierung mit der Zusammensetzung CuAu liegt oberhalb etwa 693 K wie auch nach rascher Abkühlung auf Zimmertemperatur (Abschrecken) eine regellose Verteilung der Cu- und Au-Atome auf die Plätze des kubisch-flächenzentrierten Gitters vor. Bei sehr langsamer Abkühlung unter 673 K oder beim Tempern abgeschreckter Legierungsproben entsteht eine Ü. in der Weise, daß das Gitter aus abwechselnden Schichten beider Atomsorten aufgebaut ist und tetragonale Symmetrie aufweist (Abb.). Bei einer Zusammensetzung Cu3Au entsteht unter den genannten Bedingungen ein kubisches Gitter mit einer Ü., in dem die Au-Atome die Ecken und die Cu-Atome die Flächenmitten der Elementarzelle besetzen (Abb.). Allgemein erfolgt bei der Ausbildung einer Ü. im Vergleich zum Gitter der reinen Komponenten eine Symmetrieerniedrigung bzw. Änderung des Bravais-Gitters (Kristall) oder eine Vergrößerung der Elementarzelle.



Das Eintreten eines Ordnungsvorganges bei der Mischkristallbildung kann durch die Beobachtung von zusätzlichen Überstrukturlinien im Röntgenbeugungsdiagramm, verglichen mit dem der reinen Komponenten, nachgewiesen werden.

Viele Legierungseigenschaften wie Härte, elektrische Leitfähigkeit und magnetisches Verhalten werden bei Ausbildung einer Ü. stark verändert.

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