Kristalle sind Festkörper, deren Atome, Ionen oder Moleküle in einer regelmäßigen, periodischen Struktur angeordnet sind, dem sogenannten Kristallgitter. Diese Anordnung führt zu einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften, die in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik von maßgeblicher Bedeutung sind.

Ein besonders wichtiges Phänomen in der Kristallografie ist der Einkristall, welcher nur aus einer einzigen, durchgehenden Kristallstruktur ohne innere Korngrenzen besteht. Beispiele hierfür sind Kupfer-Einkristalle oder Saphir-Einkristalle. Diese Einkristalle besitzen außergewöhnliche mechanische, elektrische und optische Eigenschaften, die sie geeignet für Anwendungen in der Elektronik, Optik und Luftfahrttechnik machen.

Das Kristallgitter selbst kann verschiedene geometrische Formen annehmen, abhängig von den Bindungen zwischen den einzelnen Atomen oder Ionen. Ein bekanntes Beispiel ist das kubisch-raumzentrierte (krz) Gitter, das bei Metallen wie Eisen vorkommt. Die Untersuchung und Charakterisierung solcher Gitterstrukturen erfolgt oft durch Techniken wie Röntgendiffraktometrie, wobei kristalline Peaks identifiziert werden können.

Darüber hinaus spielen kristalline Materialien eine wesentliche Rolle in der Entwicklung von Superlegierungen, die in Hochtemperaturanwendungen, wie Turbinenschaufeln, verwendet werden. Diese einkristallinen Superlegierungen bieten eine beispiellose Beständigkeit gegen thermische und mechanische Belastungen.

Schlussendlich dürfen auch dünnwandige Einkristallproben nicht unerwähnt bleiben, da sie für die Untersuchung und Validierung von Modellen zur Materialermüdung und Verformung unerlässlich sind. All diese Aspekte zeigen, wie vielseitig und wertvoll Kristalle in der modernen Materialwissenschaft sind.