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2.4. DARSTELLUNG UND STRUKTUR VON Zr50Sc12ON78 51
2.4.3.2. Zersetzungsreaktion unter Luft und Raman-Analyse
Die Stabilität des Produkts wurde mit thermoanalytischen Methoden untersucht. Die
Abbildung 2.19. zeigt die entsprechenden TG/DTA-Kurven der Zersetzungsreaktion unter
Luft von 60,900 mg Probe. Der Kurvenverlauf der TG ist anders als bei Zr50Sc12O43N50. Bei
einer Temperatur von 500°C steigt die Probemasse während der Aufheizphase mit
wachsender Geschwindigkeit an, bis die Reaktion in einem Schritt, erkennbar am
Massenzuwachs, mit der Produktbildung beendet wurde. Die DTA-Analyse weist einen
einzigen exothermen Peak auf.
Dies deutet darauf hin, dass der Ersatz des Stickstoffs durch Sauerstoff in einem Schritt
passiert. Die NaCl-Struktur des Edukts bricht zusammen und die Fluoritstruktur des
entsprechenden Oxids wird gebildet. Das bedeutet, dass Prozesse wie Diffusion im Bulk und
an der Oberfläche keine Rolle spielen. N2-Enheiten werden in der Fluoritstruktur in noch
stärkerem Ausmaß eingeschlossen
Die experimentelle Massenzunahme des Produkts liegt bei 17 mg (Theorie 7.646 mg). Das
heißt, es gibt ebenfalls zusätzliche Masse aufgrund der Bildung von molekularen
Stickstoffeinheiten in der Fluoritstruktur. H. Wiame et al [51] berichten über die
Zersetzungsreaktion von ZrN und zeigen, dass bei der Zersetzung unter Luft Zwischen-
produkte wie Zr-N=N-O-Zr gebildet werden können.
Für Zr50Sc12ON78 wurden auch Ramanspektren vor und nach der Zersetzungsreaktion
aufgezeichnet. Die Abbildungen 2.20 (a) und (b) zeigen die entsprechenden
Schwingungsdiagramme. In beiden Spektren tritt die Schwingungsfrequenz des molekularen
Stickstoffs bei 2327 cm -1 auf. Im Spektrum des Edukts findet sich eine zusätzliche Bande bei
2308 cm -1 , die darauf hindeutet, dass sich N2 Einheiten doch in gebundener Form innerhalb
der NaCl-Struktur befinden. [50].