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ZUSAMMENFASSUNG 95
Zusammenfassung.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Synthese und die Stabilitäten von neuen Oxidnitriden im
System der Zirconium-Scandium-Oxide untersucht. Schwerpunktsmäßig sollte untersucht werden,
ob in diesen Verbindungen Zirconium und Scandium in den Kationengittern und Sauerstoff und
Stickstoff in den Anionengittern ausordnen. Auftretende Überstrukturen hervorgerufen durch eine
Fehlstellordnung sollten ebenso erfasst werden. Dazu wurden die Proben einmal mittels
Neutronenbeugung und zum anderen mit Röntgen-Pulverdiffraktometrie untersucht. Die Stabilität
der Verbindungen wurde durch das Erfassen ihres Zersetzungsverhaltens mit in situ Methoden
wie der zeit- und temperaturaufgelösten Röntgenbeugung und durch thermogravimetrische
Untersuchungen erfasst.
Setzt man Zr50Sc12O118 im Ammoniakstrom um, kommt es gemäß dem Schema N° 1
Schema N° 1. Bildung von Oxidnitriden aus Zr50Sc12O118
zur Bildung von verschiedenen Zirconium-Scandium-Nitrid-Oxiden. Bis zu einer Temperatur von
1200 °C ergibt sich die Bildung von verschieden Produkten mit einer Fehlstellenordnung
innerhalb der Fluoritstruktur. Die Bildung solcher Oxidnitride unter NH3 Atmosphäre aus
Zr50Sc12O118 beginnt zwischen 760°C und 780°C mit der Nitridierung des kubischen Zr50Sc12O118 .
Dabei wird zunächst Zr50Sc12O109N6 und bei höherer Temperatur 780 °C Zr50Sc12O82N24 gebildet.
Beide Produkte sind isostrukturell mit den Verbindungen Zr10Sc4O26 (MX1.86) und Zr3Sc4O12
(MX1.71), die von Bevan et.al charakterisiert wurden. Bei noch höherer Temperatur 1100 °C bildet
sich eine Verbindung mit Bixbyitstruktur Zr50Sc12O43N50 (MX1.5). Sie ist isostrukturell mit der
Verbindung Zr2ON2 . Die weitere Erhöhung der Temperatur auf 1200°C führt zur vollständigen
Nitridierung und es entsteht ein Nitrid der ungefähren Zusammensetzung Zr50Sc12ON78, das in
einer kationendefizitären Kochsalzstruktur kristallisiert.
Zr50Sc12O109N6 kristallisiert in der Raumgruppe R 3 und ist isostrukturell mit Zr10Sc4O26. Diese
Struktur besitzt die Gitterkonstanten a = 951,9(9) pm und c = 1750,(5) pm. Die Fehlstellen
ordnen aus und bewirken so eine Überstruktur zum Fluorittyp.