Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 3: Nanoskalige Materialien I

M 3.3: Fachvortrag

Montag, 11. März 2002, 11:30–11:45, H6

Atomare freie Volumen und Nanovoids in SiBCN Keramiken — •K. J. Reichle¹, A. A. Rempel^1,2, K. Reimann¹, K. Blaurock¹ und H.-E. Schaefer¹ — ¹Institut für Theoretische und Angewandte Physik, Universität Stuttgart, 70550 Stuttgart — ²Institute of Solid State Chemistry, Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg, Russland

In der hochtemperaturstabilen Keramik Si₃BC_4,3N₂ wurde mit der Positronenzerstrahlung die Entwicklung der Größe und der chemischen Umgebung atomarer freier Volumen nach Tempern (1400 ^∘C bis 2000 ^∘C, 2 h bis 102 h) untersucht. Die Größe der freien Volumen wurde mit Hilfe der Positronenlebensdauermessungen und die chemische Umgebung mit der koinzidenten Messung der Dopplerverbreiterung der Zerstrahlungsquanten bestimmt.

Die Positronenlebensdauermessungen ergaben, dass im amorphen Zustand der Keramik zwei Arten von Leerstellen auftreten. Eine, deren Größe sich im Bereich einzelner fehlender Atome bewegt, mit wachsender Temperatur und zunehmender Anlassdauer abnimmt und deren relativer Anteil zunimmt. Die Größe der Anderen bleibt während des Temperns nahezu konstant. Ihr relativer Anteil nimmt mit zunehmender Anlasstemperatur und Anlassdauer ab. Diese Komponente hat die Größe von ca. 10 fehlenden Atomen. Es scheint eine Korrelation zwischen dem Anteil der zweiten Komponente und dem mittels Röntgenbeugung bestimmten Anteil der amorphen Phase zu bestehen. Die chemische Umgebung ändert sich mit der Anlasstemperatur, wobei eine Unterscheidung einer B-C-N-Umgebung von einer Si-Umgebung möglich ist.