Elementarzelle

Wie im vorherigen Kapitel gezeigt wurde, sind die Atome in Metallen in einer regelmäßigen Struktur angeordnet. In einem solchen kristallinen Verbund lässt sich prinzipiell immer eine kleinste Einheit finden, die sich in regelmäßigen Abständen wiederholt. Eine sich solche elementare Einheit wird auch als Elementarzelle bezeichnet. Im einfachsten Fall hat die Elementarzelle die Form eines Würfels, in dessen Ecken sich die jeweiligen Atomrümpfe befinden [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung]. Diese Struktur wiederholt sich dann im gesamten Metall immer wieder. Eine solche einfache Gitterstruktur wird auch als primitives kubisches Gitter bezeichnet.

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Abbildung: Kubisch primitives Gitter

Es existieren allerdings nur wenige Stoffe, die ein solch einfaches kubisches Gitter als Elementarzelle aufweisen (z.B. das hochradioaktive Polonium). Technisch betrachtet sind Abwandlungen von diesem Gittertyp sehr viel häufiger anzutreffen. Hierunter zählt das sogenannte kubisch-raumzentrierte (krz), das kubisch-flächenzentrierte (kfz) Gitteraber und das hexagonale Gitter (hdp).

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Abbildung: Elementarzellen wichtiger Gittertypen

Vor allem im Hinblick auf die Verformbarkeit zeigen Metalle je nach Gittertyp unterschiedliche Eigenschaften. Um dies zu verstehen sind zunächst detailliertere Kenntnisse der einzelnen Gittertypen erforderlich. Deshalb steht im Folgenden der Aufbau der oben gezeigten Gitterstrukturen im Vordergrund. Auf die Verformbarkeit der Metalle selbst wird aufgrund der Komplexität in einem eigenen Kapitel näher erläutert.