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Kristallisation

 
     
  thermodynamischer Übergang eines Stoffes aus einem beliebigen Zustand in den betreffenden kristallisierten Zustand. Die Wege, wie die Kristallisation zu erreichen ist, können dem Zustandsdiagramm entnommen werden. Ein Übergang in die kristallisierte Phase kann aus der Gasphase, der Schmelze, aber auch aus einer anderen kristallisierten Phase erfolgen. Bei Einstoffsystemen sind eine ganze Reihe von Verfahren in der Anwendung, wie z.B. Bridgman-Stockbarger-Verfahren (Bridgman-Verfahren), gerichtetes Erstarren oder Gasphasenzüchtung. Bei Mehrstoffsystemen gibt es zudem noch die Kristallzüchtung aus Lösungen, die Hochtemperaturschmelzlösungszüchtung, die Hydrothermalsynthese oder die Gelzüchtung. Dazu muss die Koexistenzlinie von Phasen überschritten werden. Der Grad der Überschreitung, die Übersättigung oder Unterkühlung, bestimmt die Kinetik der Kristallisation. Diese ist in zwei Abschnitte unterteilt. Zunächst muss nach dem Überschreiten der Koexistenzlinie aus der Ausgangsphase durch Keimbildung die neue Phase in kleinsten Partikeln gebildet werden. Das eigentliche Kristallisieren erfolgt dann durch Anlagern und Auswachsen der Keime. In Mehrstoffsystemen haben die Ausgangsphase und die kristallisierte Phase nicht die gleiche Zusammensetzung, was durch den Gleichgewichtsverteilungskoeffizienten und die Makrosegregation beschrieben wird. In geschlossenen, endlichen Systemen kommt es daher bei fortschreitender Kristallisation zu Änderungen der Zusammensetzung, die nicht wieder ausgeglichen werden können, wenn das System nicht genügend Zeit für den im festen Zustand äusserst langsamen Stoffaustausch erhält. Während die Kristallisation in der Natur im Zusammenhang von geologischen Prozessen solchen Austausch zulässt, können in der technologischen Kristallisation Verteilungsinhomogenitäten und Zonarbau entstehen.  
 

 

 

 
 
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