Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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SYWS: Simulation von Wachstum und Strukturbildung

SYWS 1: Fachsitzung I

SYWS 1.6: Fachvortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 16:30–16:45, S12

MD-Berechnung der Freien Energie bei der Al-Mg-Spinell-Bildung im Sol-Gel-Prozess — •Wilfried Wunderlich und Minori Takahashi — Nagoya Insitute of Technology, Ceramics Research Laboratory

Bei der Bildung des Al-Mg-Spinells aus einer wäßrigen Sol-Gel-Lösung koennen fünf verschiedene Pfade für die Festkörper-Reaktionen auftreten, je nachdem, ob die Hydrolyse oder die Spinell-Bildung zuerst auftritt. Anhand freier Energie-Kurven, die gemäss dem Ellingham-Diagram konstruiert wurden, kann abgeschätzt werden, dass die Spinell-Bildung bei Raumtemperatur energetisch günstiger ist, und somit zuerst abläuft. Mit der Molecular- Dynamik- Methode kann die freie Energie der einzelnen Phasen richtig berechnet werden und darüberhinaus der Effekt der Grösse von Nano-Teilchen studiert werden. Das Ergebnis für Teilchen unterhalb eines kritischen Radius von 5nm ist, dass das Verhältnis von Oberflächen-Atomen zu Volumen- Atomen zunimmt und sich somit die Energiekurven derart verschieben, dass die Hydrolyse nun energetisch günstiger wird. Derartige Berechnungen sind wichtig für die Optimierung des Sol-Gel-Prozesses und zur Berechnung des Wechselwirkungs- Potentials bei der Diskret-Element-Methode (DEM) für

Kolloid-Lösungen.