intermetallische Verbindungen

intermetạllische Verbindungen,

 

intermediäre Phasen, intermetạllische Phasen, chemische Verbindungen zweier oder mehrerer Legierungselemente, die in einem von den Kristallgittern der sie bildenden Elemente wesentlich verschiedenen Gitter kristallisieren. In ihrem Gitter herrscht eine Mischbindung, die neben metallischen Bindungsanteilen (verbunden mit weitgehend metallischen Eigenschaften) auch starke Atombindungs- beziehungsweise Ionenbindungsanteile enthält (verbunden mit sehr guten halbleitenden Eigenschaften). Neben intermetallischen Verbindungen mit stöchiometrischer Zusammensetzung gemäß den üblichen Valenzen gibt es intermetallische Verbindungen, die mehr oder weniger ausgedehnte Homogenitätsbereiche besitzen und sich nur selten gemäß den gewohnten Valenzen zusammensetzen. Diese Eigentümlichkeiten der intermetallischen Verbindungen, insbesondere ihre ungewöhnlichen chemischen Zusammensetzungen, resultieren aus dem Bestreben, bei den jeweiligen Bindungsverhältnissen ein Kristallgitter mit möglichst hoher Koordinationszahl und Packungsdichte auszubilden. Dabei sind metallische Bindung und metallische Eigenschaften umso stärker ausgeprägt, je höher die Koordinationszahl ist. Dies ist besonders bei den Laves-Phasen der Fall. Weitere Gruppen bilden die in drei verschiedene Gittertypen kristallisierenden Hume-Rothery-Phasen, die ausgedehnte Homogenitätsbereiche besitzen, sowie die intermetallischen Verbindungen mit Einlagerungsstrukturen (Mischkristalle). Bei Stärkerwerden der homöopolaren beziehungsweise heteropolaren Bindungsanteile kristallisieren die intermetallischen Verbindungen in Gittertypen mit geringer Koordinationszahl (z. B. in der Natriumchlorid-, Cäsiumchlorid- und Calciumfluoridstruktur bei den sowohl metallischen als auch Halbleitereigenschaften zeigenden Zintl-Phasen).

 

Die auffälligste Eigenschaft der intermetallischen Verbindungen ist ihre Sprödigkeit, die eine technische Verwendung erschwert. Andererseits beruht die Härtung technischer Legierungen häufig auf der Ausscheidung von Kristalliten einer intermetallischen Verbindung. Die Schmelzpunkte von intermetallischen Verbindungen liegen zum Teil sehr viel höher als diejenigen ihrer Komponenten. Der elektrische Widerstand ist meist von der Größenordnung reiner Übergangsmetalle, wenn man von den Halbleitereigenschaften gewisser Verbindungen absieht. Zahlreiche intermetallische Verbindungen sind supraleitend.