Verdampfen / Sublimation

The Artist 1975 · Gast

Meine Frage:
Hi!

Da die Beiträge dazu leider noch nicht wieder hergestellt sind und villeicht auch nicht werden, eine kurze Nachfrage zum Verdampfen / Sublimation von den Legierungselementen Schwefel und Phosphor aus den Edelstahllegierungen.

Schwefel und Phosphor als Reinstoffe sublimieren ja.

In der Legierung sind sie allerdings ganz anders gebunden.
Entweder atomar im Kristallgitter eingebaut, oder abreagiert zu einem Molekül wie z.b. Mangansulfid und bei Phosphor dann die verschiedenen Phosphide.
Durch dieses im Gitter eingebaut sein, oder als Molekül abgebunden sein ändert sich doch auch der Dampfdruck von Schwefel und Phosphor.
Natürlich wird immer noch eher ein S oder P Atom abgehen bevor das mit Ni oder Cr passiert, aber der Dampfdruck ändert sich doch dadurch, durch die ganz andere Bindungsart in der Legierung.
Oder erinnere ich mich da falsch?

Kann man das wenn Schwefel und Phosphor aus der Legierung abgehen bei Raumtemperatur und Normaldruck dann überhaupt noch Sublimation nennen?
So wie es bei den Reinelementen ist.
Oder ist das dann eigentlich ein Verdampfen?

Das müsste ja weitaus schwieriger sein vom Energieaufwand den Schwefel oder Phosphor so aus der Legierungsoberfläche heraus zu bekommen wenn es ein Verdampfen und kein Sublimieren ist.

Meine Ideen:
Ich glaube das passt soweit was ich geschrieben habe, bin mir aber nicht ganz sicher.

AC-Gast · Gast

Der allg. Unterschied zwischen Sublimation und Verdampfen sollte eigentlich längst verstanden sein,ist aber auch leicht zu recherchieren.
Selbst bei erhöhter Umgebungstemperatur ist der Phasenübergang von fest zu gasförmig eine Sublimation,kein Verdampfen.

AC-Gast.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 473 Wohnort: Rheinhessen

The Artist 1975 · Gast

Ich dachte durch die andere Bindungsart zu den anderen Legierungsbestandteilen ist dann ein Unterschied zum Dampfdruck den Schwefel hat, wenn er als Reinstoff vorliegt, vorhanden.

Sprich das er wesentlich schwere absublimiert wie wenn es nur ein Häufchen reinen Schwefels wäre oder eben Phosphor.

AC-Gast:

Du hast antürlich recht. Es fehlt ja der Übergang zu flüssig.

TheArtist1975 · Gast

@ Chemiewolf

Eins verstehe ich nicht.
Hab die Tage gelesen was ich dazu finden konnte.

Der Dampfdruck einer reinen Substanz wird ja davon bestimmt, wie groß die Bindungskräfte der Atome untereinander sind.
Je geringer diese sind, umso höher ist der Dampfdruck bereits bei Raumtemperatur.

Deswegen hat Phosphor bei 20 Grad bereits 0,2 mbar Dampfdruck.

Wenn jetzt Phosphor in der Legierung enthalten ist, dann ist er ja ganz anders in der Legierung eingebunden.

Ein Teil wird zu Molekülen reagieren (Phosphide) und ein Teil wird Monoatomar im Gitter eingebaut werden.

Und dieser Monoatomar eingebaute Phosphor (gleiches beim Schwefel) müsste doch viel schwerer zum Sublimieren zu bringen sein wenn er an die Oberfläche gelangt, weil er durch den Einbau in die Legierung viel stärkre gebunden ist.
Damit müsste doch dann auch sein Dampfdruck sinken.

Oder wo ist mein Denkfehler?[/u]

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Die eingebauten Fremdatome sind immer mit den Eisenatomen gebunden. Da sublimiert oder schmilzt und verdampft bei normalen Temperaturen nichts.

TheArtist1975 · Gast

Was meinst du mit gebaut?
Liegen Schwefel und Phosphor nicht zum Teil auch Monoatomar im Mischkristall vor, ohne sich zu einem Molekül verbunden zu haben?

Und jeder Stoff hat doch einen Dampfdruck.
Sogar eine Stahllegierung.
Da müsste doch dann was an Atome an der Oberfläche abgehen.

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Es sollte eingebaut heissen.

Kann ich mir so nicht vorstellen, wenn man ein Kristallgitter hat kann da ein Fremdatom auf einem Gitterplatz nur gebunden sitzen. Ausnahme vielleicht wenn ein Atom in einer Elementarzelle eingelagert ist. Das ist aber zu speziell. Die Dampfdrücke beziehen sich eher auf Reinstoffe.
Ich glaube nicht das ein Stahlträger sublimiert. Wie schon früher dargelegt können Stoffe nur bei bestimmten Bedingungen, Druck, Temperatur sublimieren, sonst ist da immer die Schmelze zwischen fest und gasförmig dazwischen.Wäre ja auch schlimm, das nach einer gewissen Zeit eine Stahlträgerbrücke sublimiert und einstürzt.

Eisen hat bei 1180°C einen Dampfdruck von 0,0133 Pa . Also sehr niedrig gegen über 1013 hPa Normaldruck. Bei RT gibt es gar keine Angabe.

TheArtist1975 · Gast

Ich erinnere mich noch das damals postuliert wurde, dass man in 1000 Jahren vielleicht 1- 5 Nanometer an Oberfläche verlieren würde durch Vorgänge die denen der Sublimation ähneln.

Also eigentlich rein gar nichts.

Zink macht bei Messingarmaturen im Hochvakuum und bei 100 Grad Problemen und zu hohe Schwefelgehalte im Edelstahl ebenfalls, weil dann zu viel Schwefel in die Oberfläche eingebaut ist der abgeht und das sehr empfindliche Hoch - oder Höchstvakuum stört.

Bei Phosphor wäre das wohl noch extremer, weil der schon bei Raumtemperatur 0,2 mbar Dampfdruck hat. Aber Phosphor ist generell in Edelstählen nur sehr reduziert vorhanden.

Aber die Beispiele beschreiben ja auch was du sagst. . .
Nur unter bestimmten Bedingungen!

Die Elementarzellen wären bei den Metallen zum Beispiele das Kubisch Raumzentrierte Gitter, Kubisch Flächenzentriert oder Hexagonal dichteste Packung.
Aber da sind doch die Atome auch alle aneinander gebunden?

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

In einem Würfel mit acht Ecken kann man sich noch eine Kugel drinnen vorstellen. Eine Kubisch primitiv Struktur.

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRt4zr-mV_SbJLalKIiGmtJIwnaYf3dVWBbB_Bi0w&s=0

TheArtist1975 · Gast

Also egal wo und wie, die Atome sind immer gebunden. . .
Verstehe was du meinst.

Deswegen macht die Sublimationsbetrachtung nur für die Reinstoffe und / oder bestimmte Bedingungen Sinn, weil in so einer Legierung (wo alles Misch Masch ist) alles immer irgendwie miteinander verbunden ist, auch bis in die Elementarzellen und dann hat man halt völligst andere Zustände wie beim Reinstoff.

Richtig?

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Genau so meine ich das.

TheArtist1975 · Gast

Gut!

Was meintest du mit der Ausnahme in eine Elementarzelle eingelagert?
Das ich das noch verstehe und das Thema abschließen kann.
Wann kommt das vor?

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Wenn man eine primitiv kubische Zelle hat und genug Platz ist könnte sich ein Fremdatom dort einlagern.Es muss nicht zu den anderen Atomen koordinieren, kann aber. Wenn es ein Atom ist aus dem gleichen Material ist es eine raumzentrierte Zelle.

TheArtist1975 · Gast

Wären das dann die interstitiell gelösten Atome?
Auf den Zwischengitterplätzen eingelagert.

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6438 Wohnort: Berlin

Ja so nennt man diese.