Sprödigkeit von Metallen

[Gast]

Warum ist Bronze und Messing (atomar gesehen) spröder (härter) als Kupfer? Beim Ionenkristall erklärt man Sprödigkeit so: Kristallebene wird durch Druck verschoben -> gleichgeladene Ionen liegen gegenüber -> dann elektrostatische Abstossung -> Bruch. Gibt es so ein Modell auch für die Sprödigkeit von Metallen?

[Nick]

die duktilitaet (verformbarkeit) der metalle haengt im allgemeinen von ihere kristallisation ab.

Der versetzungsmechanismus ist im allgemeinen fuer die plastische verformbarkeit der metalle verantwortlich, teile des kristalles koennen beim anlegen einer mech spannung aneinander vorbeigleiten. Das gleiten ist umso besser, je groesser der netzebenabstand ist (glattere ebene) und je kleiner der burgers-vektor ist(dichte des "netzes").

Die duktilitaet von metallen beruht auf der wanderung von versetzungen (fehler im kristallsystem) in dichtest gepacktesten ebenen.
In ionenkristallen muß eine gleitung über mindestens 2 ebenen erfolgen (ungleich geladene naechste nachbarn), sie sind wesentlich sproeder. In kovalent gebundenen kristallen behindern die starken gerichteten bindungen ein Versetzungswandern sehr: Es erfolgt „Sproedbruch“ vor einem merklichen versetzungsgleiten.

Die sproedigkeit von bronze und messing ergibt sich aus den unterschieldichen atomradien von Cu, Zn, da die ebenen ncht mehr so "glatt" uebereinander hinweggleiten koennen.