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14 KAPITEL 1. EINLEITUNG
In der Tabelle 1.2 wird ein kurzer Überblick über die auftretenden Oxidnitride gegeben.
Summenformel Phase Raumgruppe Strukturtyp
Zr3N4 Pnam A3X4
Zr3N4 Fm3 m
AX
Zr2ON2 γ Ia 3
A2X3
Zr7O8 N4 β R 3
A7X12
Zr7O11N2 β′ R 3
A7X13
Zr7O9.5N3 β′′ P 3
Alle diese Oxidnitride können mit der allgemeinen Formel ZrO2-2xN4x/3 beschrieben werden. Im
Unterschied zum k-ZrO2 sind im Röntgenbeugungsdiagramm sehr schwache Überstrukturreflexe
erkennbar, hervorgerufen durch die geordnete Verteilung der Anionleerstellen und die Relaxation
der Atomlagen. Die Fluoritstruktur wird durch die Leerstellenverteilung rhomboedrisch entlang
einer der Raumdiagonale verzerrt.
1.3.1. Die Struktur von Zr7O8N4 [29].
Zr7O8N4 (β-Phase) kristallisiert in der Raumgruppe R 3 . Die Gitterparameter betragen aβ =
954,00 pm und cβ = 884,59 pm.
In der Elementarzelle ist ein Metallatom 6-fach koordiniert und die verbleibenden sechs
Zirconium Atome 7-fach (Im Fluorit sind alle Zr-Atome 8-fach koordiniert). Die Leerstellen sind
entlang der dreizähligen Achse angeordnet. Die mittlere Bindungslänge beträgt 2,16 Å und die
mittlere Bindungslänge Zr-Vo beträgt 2.37 Å, d.h. die Metallatome rücken von der Fehlstelle weg.
1.3.2. Die Strukturen von Zr7O11N2 und Zr7O9.5N3 [30].
Die β′–Phase zeigt ebenfalls eine geordnete Anionenleerstellenverteilung. Die Fluoritstruktur
wird dadurch ebenfalls rhomboedrisch verzerrt. Der Unterschied zwischen der β′ (Zr7O11N2) und
der β-Phase ist der Gitterparameter c = 1763,0 pm, der gegenüber cβ verdoppelt ist. Die
Gitterkonstante a = 958,33 pm besitzt ungefähr den gleichen Betrag.
Die β′′ (Zr7O9.5N3)– Phase besitzt ist eine inkommensurabel modulierte Struktur der ß-Phase
mit einer Modulationslänge n zwischen 3-8 Å.
1.3.3. Die Struktur (γ-Phase (Zr2ON2)) [31].
Das am häufigsten untersuchte Oxidnitrid des Zirconiums ist die γ-Phase, Gilles et. al.