4. Gleichgewichte

Ein vor uns liegender Werkstoff stellt sich in einem bestimmten Zustand dar. Wir kennen die „klassischen“ Aggregatzustände (fest – flüssig – gasförmig) elementarer Stoffe. Der feste Zustand kann kristallin oder amorph sein, feinkörnig oder grobkörnig, einphasig oder mehrphasig, kaltverfestigt oder rekristallisiert. Derselbe Werkstoff kann sich – je nach Temperatur – im paramagnetischen oder im ferromagnetischen, im supraleitenden oder im normalleitenden Zustand befinden. In Legierungen und anderen Mehrstoffsystemen tritt neben die Temperatur (und den Druck) ein weiterer Zustandsparameter: die Zusammensetzung. Je nach Temperatur und Zusammensetzung kann ein solches Mehrstoffsystem unterschiedliche Phasen in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Mengenanteilen enthalten, also in verschiedenen Zuständen vorliegen. Das vorliegende Kapitel führt die thermodynamischen Größen ein, welche die Zustände charakterisieren und welche die Richtung der Veränderung angeben: Freie Enthalpie, Enthalpie, Entropie. Außerdem werden die wesentlichen Darstellungsformen wie Zustandsdiagramm oder Ellingham-Richardson-Diagramm erläutert, genauso wie die wichtigsten Messverfahren.