Dampfdruck

Metallurgie

Druck, den ein Dampf im Gleichgewicht mit seiner flüssigen Phase oder (bei sublimierenden Stoffen) im Gleichgewicht mit seiner festen Phase einnimmt. Elemente, sowie im flüssigen Zustand sich nicht zersetzende chemische Verbindungen, haben einen Siedepunkt, der den Übergang flüssig-gasförmig temperaturmäßig festlegt; analog haben sublimierende feste Stoffe einen Sublimationspunkt, der den Übergang fest-gasförmig ebenfalls temperaturmäßig festlegt. Wegen der hohen Kompressibilität der Gase und Dämpfe ist der Siedepunkt beziehungsweise Sublimationspunkt jedoch stark druckabhängig; er wird gewöhnlich für einen Normdruck von 1013  mbar angegeben. In Mehrstoffsystemen (Legierungen) ist die Messung des Dampfdruckes ein wichtiges Hilfsmittel zur Bestimmung der thermodynamischen Aktivität der Legierungspartner und somit zur quantitativen Beschreibung ihrer thermodynamischen Stabilität (freie Enthalpie). Die Tabelle gibt die Temperaturen wichtiger Elemente an, bei denen der Dampfdruck 1 kPa (102 bar) beträgt.

Am Beispiel von Magnesium sollen diese für die Legierungs- beziehungsweise Behandlungspraxis wichtigen Vorgänge erläutert werden: Das vollständige Zustandsdiagramm (p-T-Diagramm) von Magnesium, in dem auch der Druck berücksichtigt wurde, ist in Bild 2 wiedergegeben.

Daraus wird ersichtlich, dass es aus drei Feldern besteht: Bei niederen Temperaturen und hohen Drücken befindet sich das Existenzgebiet der festen, kristallinen Phase, bei hohen Temperaturen und hohen Drücken befindet sich das Existenzgebiet der schmelzflüssigen Phase, und bei hohen Temperaturen und niederen Drücken befindet sich das Existenzgebiet der Dampfphase. Die Sublimations- oder Reifekurve I trennt die Felder von Kristall und Dampf, die Schmelz- oder Erstarrungskurve II trennt die Felder von Kristall und Schmelze, und die Verdampfungs- oder Kondensationskurve III trennt die Felder von Schmelze und Dampf. Besonders die Kurven I und III sind stark druckabhängig.

Taschenbuch der Gießerei-Praxis

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