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M: Metallphysik
M 13: Grenzfl
ächen
M 13.7: Fachvortrag
Dienstag, 12. März 2002, 18:00–18:15, H4
Ab-initio-Untersuchung der Fremdatom-Segregation an Korngrenzen in Korund — •Stefano Fabris und Christian Elsässer — Max-Planck-Institut für Metallforschung, Seestraße 92, D-70174 Stuttgart
Mechanische und thermische Eigenschaften des keramischen Werkstoffes Aluminiumoxid werden stark beeinflusst durch Verunreinigungen bzw. Dotierungen mit Fremdkationen, die im polykristallinem Gefüge vorwiegend an Korngrenzen segregiert sind. Veränderungen der elektronischen und strukturellen Eigenschaften von Korngrenzen in Korund (α-Al2O3) durch verschiedene segregierte Fremdkationen werden mittels ab-initio-Rechnungen mit der Mixed-Basis-Pseudopotential-Methode der lokalen Dichtefunktional-Theorie untersucht. Drei repräsentative, zu Al isovalente Kationen (Sc, Y und La) werden substitutionell auf Al-Plätzen in folgenden Kristallumgebungen eingebaut: im Einkristall, an der prismatischen Σ 3 (1010)-Zwillingsgrenze (vom Einkristall gering abweichend), und an der pyramidalen Σ 13 (1014)-Zwillingsgrenze (vom Einkristall stark abweichend). Die berechneten Modifikationen der lokalen Strukturen und Bindungen aufgrund der Fremdkationen werden diskutiert und interpretiert bezüglich von Größeneffekten, d.h. Unterschieden in den Ionenradien der Fremd- und Al-Kationen.