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1.3. ZIRCONIUM-OXID-NITRID UND- NITRIDE 15
schlossen aus dem Röntgenbeugungsdiagramm im Vergleich mit bekannten Verbindungen
auf die Bixbyit Struktur (benannt nach dem Mineral Bixbyit ((Fe,Mn)2O3). Dieser
Strukturvorchlag konnte durch Bondars bestätigt werden. In weitergehenden Untersuchungen
fanden Ohashi et. al [32], dass die γ-Phase eine deutliche Phasenbreite aufweist und die
sauerstoffreichste Verbindungen die Summenformel ~Zr2O1,3N2 hat. Erste Versuche der
Synthese von Gilles et. al. zeigten die Schwierigkeiten, homogene Proben mit der
Idealstruktur A2X3 für Bixbyit zu gewinnen.
Die röntgenographischen Untersuchungen von Lerch [31a,b] wiesen auf das kubische
Kristallsystem hin (Raumgruppe Ia 3 ), a = 1013,94 pm. Die Gitterkonstanten sind gegenüber dem
k-ZrO2 verdoppelt.
Die Bixbyitstruktur (Abb. 1.17) kann ausgehend vom Fluorittyp beschrieben werden, indem ¼ der
Anionen, je 2 pro AX8 Würfel, fehlen.
Abb. 1. 17. Strukturvergleich von k-ZrO2 (a) und (1/8) der Elementarzelle von Zr2ON2 (b) grosse
Kugeln O/N , kleine Kugeln Zr
Das Zirconium ist 6-fach koordiniert, in jedem der acht leeren Anionenwürfel in der
Elementarzelle fehlen zwei auf der Raumdiagonale liegende Anionen, bei den mit
Zirconiumatomen gefüllten Würfeln fehlen diese Anionen dann jeweils auf einer
Flächendiagonalen. Gefunden wurde im Zr2N2O ein mittlerer Bindungsabstand von Zr-O = 2.19 Å.
Dieser liegt zwischen den entsprechenden Bindungslängen in Zr3N4 (2.24Å) und in Zr7N4O8
(2.16Å).
1.3.4. Struktur ZrN [33].
Das Zirconium-Mononitrid, ZrN besitzt goldgelben, metallischen Glanz, hohe Härte und schmilzt
unter Stickstoff kongruent bei 2980 °C. Innerhalb der Gruppe der Übergangsmetalle bildet
Zirconium eines der stabilsten Mononitride mit metallischer Leitfähigkeit. Unterhalb von 8 K ist
ZrN supraleitend. Seine NaCl-Struktur erfährt beim Erwärmen bis zum Erreichen des
Schmelzpunktes keine Umwandlungen. Sie besitzt die folgende Metrik: Raumgruppe Nr. 225