Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 4: Keramiken, Gradientenwerkstoffe und Relaxoren

DF 4.2: Vortrag

Dienstag, 12. März 2002, 15:10–15:30, 11

Korngrenzenstruktur in gesinterten nano- und grobkristallinen Silikaten — •Rudolf Winter, Edgar R van Hoek und Aled R Jones — Deptartment of Physics, University of Wales Aberystwyth, Aberystwyth SY23 3BZ, Wales, UK

Die Grenzflächenstruktur von kugelgemahlenem nanokristallinem Quarz wurde mit ²⁹Si NMR, in-situ XRD und Neutronenbeugung untersucht. Dabei zeigt sich, dass mit fortschreitender Mahldauer zunächst eine (reversible) Zersplitterung der Kristallite (Bildung von Großwinkelkorngrenzen) und dann eine (irreversible) Druckamorphisierung (Schock-Kompression) auftritt. Beim Tempern der Probe heilen nanokristalline Bereiche aus und die Teilchengröße wächst, während amorphisierte Bereiche amorph bleiben.

In einem zweiten Schritt wurde der Sinterprozess von kugelgemahlenem und von grobkristallinem Quarz mit Na₂O untersucht. Bereits unterhalb der Temperatur des niedrigsten Eutektikums in diesem System findet eine Festkörperreaktion an der Kornoberfläche statt. Bei höheren Temperaturen bildet sich eine fest-flüssig Grenzfläche, die beim Abkühlen eine glasartige Hülle um das Quarzkorn hinterlässt. Im Detail wird der Einfluss der anfänglichen Quarz-Teilchengröße und der Sintertemperatur untersucht.

Die Nutzung von NMR und Streumethoden erlaubt die kombinierte Charakterisierung von kristallinen und amorphen Phasen, die mit lediglich einer der Techniken allein nicht möglich wäre.