Hochdruck-Hochtemperaturverhalten von Zirkonium- und Hafnium-Oxonitriden

Locherer, Thomas (2009)
Hochdruck-Hochtemperaturverhalten von Zirkonium- und Hafnium-Oxonitriden.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-13247

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten von Zirkonium- und Hafnium-Oxonitriden bei hohen Drücken und hohen Temperaturen untersucht. Durch Experimente zur isothermen Kompression mittels Diamantstempelzellen und Röntgenpulverdiffraktometrie und mechanischen Härtetests mittels verschiedener Lasteindruckverfahren konnten nachfolgend auch andere mechanische Kennwerte bestimmt werden. Gestützt auf eigene experimentelle Untersuchungen der ternären Oxonitride konnte im Vergleich mit Experimental- und Literaturdaten der binären Oxide und Nitride des Zirkoniums und des Hafniums die wechselseitigen Abhängigkeiten im Hochdruck-Hochtemperaturverhalten erarbeitet und beschrieben werden. Aus den resultierenden p-T-Zustandsdiagrammen konnten experimentell gezielt Synthese- sowie Zersetzungsbedingungen angesteuert werden. Speziell die rhomboedrischen Modifikationen der Oxonitride weisen eine nahezu eindimensionale Kompressibilität auf, die sich in den ungewöhnlich hohen Ableitungen der Bulkmoduli widerspiegelt. Durch Anpassung der Parameter einer Birch-Murnaghan Zustandsgleichung 3. Ordnung an die experimentell ermittelten Gitterparameter mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate ergaben sich so Werte für B0’ von 14,1 für Zr7O11N2 bzw. 14,9 für Hf7O11N2 (zum Vergleich: Graphit ~ 12).

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2009

Autor(en):

Locherer, Thomas

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Hochdruck-Hochtemperaturverhalten von Zirkonium- und Hafnium-Oxonitriden

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Fueß, Prof. Dr.- Hartmut ; Riedel, Prof. Dr. Ralf

Publikationsjahr:

12 Februar 2009

Ort:

Darmstadt

Verlag:

Technische Universität

Datum der mündlichen Prüfung:

18 August 2008

URL / URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-13247

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

The present work deals with the high-pressure high-temperature behavior of the oxonitrides of zirconium and hafnium. Diamond anvil cell experiments on the isothermal compression using X-ray powder diffraction were conducted as well as indentation hardness tests. With the resultant data various mechanical characteristics were determined. Based on experimental studies and comparison with literature data the mutual dependencies of the high pressure high temperature behavior of the ternary oxonitrides and the binary oxides and nitrides were depicted. Using the compiled p-T phase diagrams specific conditions for synthesis or decomposition could be selected. In particular the rhombohedral oxonitrides show a virtually one dimensional compressibility which results in the exceptionally high pressure derivatives of the respective bulk modulus. Applying a least square fit to the parameters of a 3rd order Birch-Murnaghan Equation of state yielded in the values of B0’ of 14.1 for Zr7O11N2 respectively 14.9 for Hf7O11N2 (as comparison: graphite ~ 12).

Englisch

Freie Schlagworte:

Hochdruck, Zirkoniumoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Zirkoniumoxonitrid, Zirkoniumoxidnitrid, Hafniumoxonitrid, Hafniumoxidnitrid, Multi Anvil, Diamond Anvil

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften

Hinterlegungsdatum:

16 Feb 2009 10:07

Letzte Änderung:

26 Aug 2018 21:25

PPN:

Referenten:

Fueß, Prof. Dr.- Hartmut ; Riedel, Prof. Dr. Ralf

Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: