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18 KAPITEL 2.ERGEBNISSE
Aus der gleichen Abbildung ist ersichtlich, dass die Nitridierung offenbar reversibel verläuft. Es
bildet sich aus dem Zr50Sc12O109N6 unter NH3 wieder die kubische Phase und danach die
geordnete Struktur der β-Phase.
Die Reaktion verläuft gemäß der folgenden Reaktionsgleichung (Gleichung 2.2.):
NH3 NH3 NH3 Zr50Sc12O118 (R) Zr50Sc12O118 (K) Zr50Sc12O 109N6 Zr50Sc12O 82N24 Verfolgt man die Reaktion Zr50Sc12O118 mit Ammoniak bis 1100 °C beobachtet man zwei neue
Phasen. Abbildung 2.2 zeigt das zeit- und temperaturaufgelöste Diffraktogramm dieser Reaktion,
die gemäß folgender Reaktionsgleichung verläuft.
NH3 NH3 NH3 Zr50Sc12O118 (R) Zr50Sc12O 109N6 Zr50Sc12O 82N24 Gleichung 2.3 Die Reaktion von Zr50Sc12O118 mit Ammoniak bei 1100 °C
Zuerst erkennt man bei 500°C die Phasenumwandlung zwischen der rhomboedrische Struktur und
die kubische Phase des Zr50Sc12O118.
Bei höherer Temperatur zwischen 700 und 800°C kann man die Entstehung von Zr50Sc12O109N6
beobachten. Die Bilder zeigen den (101) Überstrukturreflex sowie die Aufspaltung des Reflexes
in den Bereichen von 50° und 60° (in 2-Theta).
Als nächste Phase erkennt man an den Überstrukturreflexen, die auf die Fehlstellenordnung
zurückgehen Zr50Sc12O82N24. Bei 1100 °C erkennt man eine neue Struktur, die mit Hilfe der
JCPDS Datei als isostrukturell zu Bixbyit (C-Typ der Selten Erd Sesquioxide) identifiziert werden
konnte.
Beim Abkühlen unter Ammoniak Atmosphäre ist zu erkennen, dass sich das Edukt (Zr50Sc12O118)
wieder ausbildet (vgl. Abb. 2.1). Solche Rückreaktionen wurde auch bei der Nitridierungreaktion
von Zr7O8N4 beobachtet [36]. Zunächst bildet sich Zr2ON2 unter NH3 Atmosphäre und beim
Abkühlen nimmt die Probe offensichtlich Sauerstoff auf und gibt den Stickstoff wieder ab. (vgl.gl.
2.4)
2 Zr 7 O 8 N 4 + 6 NH 3
7 Zr 2 ON 2 + 9 H 2 O
Zr 50 Sc 12 O 43 N 50