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Kapitel 2
Ergebnisse
2.1. Untersuchung der Reaktion von Zr50Sc12O118 mit NH3.
Die Nitridierungsreaktion verläuft gemäß der folgenden Gleichung. 2.1
Gleichung.2.1 Nitridierung Reaktion. (Oo = Sauerstoff auf Gitterplatz, N = Stickstoff auf
Zwischengitterplatz, No = Stickstoff auf Gitterplatz, Vo = Fehlstelle, O = abgegebener Sauerstoff)
[34].
3 O o + 2 N
In situ Aufzeichnung der Reaktion mit XRD.
2 N o + V o + 3O
Abbildung 2.1 zeigt das zeit- und temperaturaufgelöste Diffraktogramm der Umsetzung von
Zr50Sc12O118 mit NH3. Bei dem Versuch wurde die Probe in mehreren Schritten in einem
trockenen Ammoniakstrom (6 l/h) auf eine Temperatur von 760 °C gebracht, dort mehrere
Stunden gehalten und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.
Ab einer Temperatur von 500°C beobachtet man den Phaseübergang von der geordneten
Tieftemperaturmodifikation des Zr50Sc12O118 in die kubische Hochtemperaturphase, die eine
statistische Verteilung aufweist. Dieser reversible Ordnungs-Unordungs-Übergang wurde von
Brunauer und Boysen beschrieben [35]. Man erkennt den Phasenübergang an den Reflexen (003)R
und (101)R der ß-Phase und deren Übergang in den (111)K Reflex der kubischen Phase
(Abbildung 2.1). Ab 670°C beobachtet man andere Reflexmuster für die Überstruktur zum Fluorit.
Die Überstrukturreflexe lassen sich mit der Struktur der γ-Phase in Einklang bringen.
Charakteristisch für diese neue stickstoffhaltige Phase, Zr50Sc12O109N6 sind die
Überstrukturreflexe (101), (110), (104) und (113) [7]. Bei fortschreitendem Tempern der Probe
bei T = 760 °C kann die Ausbildung weiterer Überstrukturen beobachten werden (vgl. Abb. 2.1).