Thema: Amorphe Materialien/ Metallische Gläser

Nabend...

Ich muss für ein Fach in meinem Studiengang ein 60 minütiges Referat über das im Titel genannte Thema vorbereiten bzw. halten.

Nun ist es so, dass 60 Minuten (zumindest meiner Empfindung nach) doch recht lang sind und man so ziemlich viel Stoff unterbringen kann/muss,
was mir jedoch aus dem Grunde sehr schwer fällt, dass ich kaum eine brauchbare Quelle im Internet finde.
Die meisten gehen nur sehr grob auf das Thema ein dh. ich finde zwar an sich viele Seiten, jedoch scheitert es bei jeder daran, dass sich kaum in das Thema "greift".
Ich werde mir daher wohl ein Buch zu dem Thema besorgen müssen, falls allerdings jemand ein technisches Buch besitzt, in dem derartiges ausführlicher steht, bzw. vill. durch sein Studium eine besonders gute/hilfreiche Quelle kennt, wäre ich ihm sehr verbunden.

Ich dachte mir ich versuche es mal eben schnell, denn noch habe ich viel Zeit und eventuell (halte es jedoch eher für unwahrscheinlich) findet sich hier jemand.
MfG
Exitus

@Exitus
Fuer amorphe Materialien wuerde ich mit "Thermoplasten", "Kunststoffe" , "thermoplastische Kunststoffe" als Suchbegriffe anfangen. Ausserdem waere der Tg Punkt interessant und du kannst ja verschiedene Amorphzustaende gegen nahezu vollstaendig kristallin gegenueberstellen. Und so gewisse Unterschiede feststellen.

Also ich würde zuerst amorphe und kristalline Materialien über die Begriffe Nah- und Fernordnung voneinander abgrenzen.
Am interessantesten dürfte an amorphen Festkörpern wohl die Aufhebung der Anisotropie sein. Im Czycholl gibts dazu von theoretischer Seite ein Kapitel. Ein technisches Buch kenne ich dazu allerdings nicht.

Danke für eure Stichworte ich habe mittlerweile genug zu dem Thema in Erfahrung bringen können um die 60 Minuten zu füllen ( Amorph- Begriffserklärung , Eigenschaften, Herstellungs Pro und Kontras, Herstellungsverfahren, Anwendungen, Ausblick: Zukunft mit dem Schwerpunkt massiver, metallischer Gläser )
Also das genaue Thema war/ist metallische Gläser.
So weit so gut, nur ein Sachverhalt leuchtet mir bei der ganzen Thematik nicht wirklich ein.

Metalle, die eine amorphe Struktur aufweisen ( metallische Gläser ) besitzen eine größere Festigkeit als "normale" Metalle mit einer kristallinen Struktur.
So weit so gut- doch wieso?
Ich lese genau diesen Satz immer wieder, aber eine Erklärung fehlt dabei immer.
Klar es gibt keine Gitter und damit keine Gitterfehler und auch keine plastische Verformung....

Aber für mich ist es vom Logischen her so:

Amorphe Struktur : Geringere Dichte, geringere Anzahl von Atomen, größere Abstände bzw. auch kleinere zwischen den Atomen.
Kristalline Struktur: Größere Dichte, mehr Atome pro Kubikzentimeter, immer gleiche Abstände.

Die Festigkeit bzw. die Härte hängt doch mit der Bindungsenergie zwischen den Atomen zusammen.
Wieso ist diese bei den amorphen Materialien denn dann scheinbar größer?
´
Vill. hat da ja jemand der etwas chemiebegabter ist eine Ahnung.
Das ist das letzte Puzzleteil meines Referates was mir noch fehlt, aber bei allen Artikeln wurde die gesteigerte Festigkeit einfach als klarer Fakt dargelegt...das hilft mir nicht.

MfG

Edit: Wenn ich nochmal etwas anders an die Frage herangehe:
So sind die Bindungskräfte in der amorphen Struktur tatsächlich geringer/schwächer.
Aber dadurch, dass es keine Gleitsysteme gibt, in denen die Versetzungen ja leicht wandern können, ist es nun schwerer die Atome, die sich durch ihren "wilden" Aufbau gegenseitig behindern zu bewegen.
Also das selbe "Phänomen" was auch genutzt wird, wenn man absichtlich Versetzungen im Gitter "einbaut", um die Festigkeit kristalliner Materialien zu erhöhen.

Hallo

Exitus

Ich lese genau diesen Satz immer wieder, aber eine Erklärung fehlt dabei immer.
Klar es gibt keine Gitter und damit keine Gitterfehler und auch keine plastische Verformung....

Das kann per definitionem nicht der Grund sein.
Unter Gitterfehler versteht man Abweichungen von der idealen Gitterstruktur. Bei einem amorphen Festkörper sind die Gitterfehler dann so groß, dass man nicht mehr von einem Gitter sprechen kann.

Edit: Wenn ich nochmal etwas anders an die Frage herangehe:
So sind die Bindungskräfte in der amorphen Struktur tatsächlich geringer/schwächer.
Aber dadurch, dass es keine Gleitsysteme gibt, in denen die Versetzungen ja leicht wandern können, ist es nun schwerer die Atome, die sich durch ihren "wilden" Aufbau gegenseitig behindern zu bewegen.
Also das selbe "Phänomen" was auch genutzt wird, wenn man absichtlich Versetzungen im Gitter "einbaut", um die Festigkeit kristalliner Materialien zu erhöhen.

Ich stimme dem zu. Entlang der Gleitebenen wird die geringste Schubspannung benötigt. Diese gibt es im amorphen system nicht.

OmegaPirat

Das kann per definitionem nicht der Grund sein.
Unter Gitterfehler versteht man Abweichungen von der idealen Gitterstruktur. Bei einem amorphen Festkörper sind die Gitterfehler dann so groß, dass man nicht mehr von einem Gitter sprechen kann.

Hallo.
Ja stimmt, war etwas zu bzw. sehr schwammig formuliert. À la kein Kristall- kein Gitter- Keine Gitterbaufehler wie Leerstellen im eigentlichen Sinne, aber ich verstehe worauf du hinaus willst.

Aber du hast mir ja meine "Hypothese" bestätigt. Ich las nur in mehreren Quellen immer davon, dass die Härte dadurch entsteht, weil die Bindungsenergien wesentlich größer seien und dachte dabei immer an jene die zwischen den Atomen im Gitter wirken.
Wie auch immer, vielen Dank! Ist zwar noch etwas Zeit bis zum Vortrag, aber so etwas vorzeitig erledigt zu haben hat auch etwas für sich...

MfG

Exitus

Aber du hast mir ja meine "Hypothese" bestätigt. Ich las nur in mehreren Quellen immer davon, dass die Härte dadurch entsteht, weil die Bindungsenergien wesentlich größer seien und dachte dabei immer an jene die zwischen den Atomen im Gitter wirken.
Wie auch immer, vielen Dank! Ist zwar noch etwas Zeit bis zum Vortrag, aber so etwas vorzeitig erledigt zu haben hat auch etwas für sich...

MfG

Entscheidend ist nicht die Größe der Bindungsenergie, sondern die Änderung der Bindungsenergie bei Verformung. Wenn du ein zweiatomiges Molekül hast, musst du Kraft aufwenden um die beiden Atome auseinander zu ziehen. Du kannst nun die Bindungsenergie in Abhängigkeit des Bindungsabstandes plotten. Die Steigung der Kurve hängt mit der Kraft zusammen, welche du benötigst. Die Größe der Bindungsenergie ist entscheidend, wenn du wissen möchtest wann das Molekül dissoziiert.
Beim Festkörper ist das nicht viel anders, da ein Festkörper nichts anderes als ein Makromolekül (>10^27 Teilchen) ist.

Für die mechanischen Eigenschaften ist die Tiefe der Bindung nicht so wichtig. Damit könnte man zwar prinzipiell ausrechnen wann ein Körper zerreißt, was dann aber mindestens in der Größenordnung vom Faktor 10 mit dem Experiment daneben liegt, weil die Festigkeit stark durch Gitterverunreinigungen und Mikrorisse, die immer in einem realen Kristall auftreten, herabgesetzt wird und diese sind in der Theorie nur sehr schwer in den Griff zu bekommen, weshalb es noch Teil aktueller Forschung ist. Ideales Glas ist etwa 100 mal fester als reales Glas, weil reales Glas immer Mikrorisse hat. Man kann die Mikrorisse mit Kunstharz stabilisieren. Das ist die Grundlage für Panzerglas.