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Synthese, Charakterisierung und magnetische Eigenschaften ausgewählter Laves- und MAX-Phasen

Hamm, Christin Maria (2017):
Synthese, Charakterisierung und magnetische Eigenschaften ausgewählter Laves- und MAX-Phasen.
Darmstadt, Technische Universität, [Online-Edition: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6508],
[Ph.D. Thesis]

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die seltenerdfreien Laves-Phasen Ti2M3Si mit M = Mn, Fe, Co, Ni möglichst energieschonend durch feldaktivierte Synthesemethoden dargestellt und strukturell und magnetisch charakterisiert.Darüber hinaus wurde die Mischkristallreihe Ti2(Co1-xFex)3Si mittels einer kombinierten Syntheseroute aus Lichtbogenofen und Spark-Plasma-Sintern synthetisiert, sowie ihr magnetisches Verhalten diskutiert. Neben den Laves-Phasen stand die Synthese und Charakterisierung aluminiumbasierter MAX-Phasen im Fokus dieser Arbeit. Hierbei wurden diese ternären Carbide erstmals durch feldaktivierte Methoden hergestellt. Besonders die phasenreine Darstellung von MAX-Phasen zeigte sich für die synthetische Festkörperchemie als Herausforderung. Das suszeptorgestützte Mikrowellen-Heizen erlaubt die Herstellung von qualitativ hochwertigen Proben, was in dieser Arbeit an M2AlC (M = Ti, V, Cr) und V4AlC3 gezeigt wurde. Darüber hinaus gelang - größtenteils zum ersten Mal - die Dotierung dieser Materialien mit Mn und Fe. Neben der strukturellen Charakterisierung der neuen Phasen werden in dieser Arbeit besonders die Mikrostruktur und magnetischen Eigenschaften diskutiert.Anhand dieser dotierten Verbindungen als auch anhand der Verbindung V4AlC3konnte gezeigt werden, dass feldaktivierte Synthesemethoden, insbesondere das suszeptorgestützte Mikrowellen-Heizen, sehr gute Syntheserouten darstellen, um Verbindungen zu erhalten, die durch konventionelle Methoden nur schlecht oder bisweilen gar nicht zugänglich sind.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2017
Creators: Hamm, Christin Maria
Title: Synthese, Charakterisierung und magnetische Eigenschaften ausgewählter Laves- und MAX-Phasen
Language: German
Abstract:

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die seltenerdfreien Laves-Phasen Ti2M3Si mit M = Mn, Fe, Co, Ni möglichst energieschonend durch feldaktivierte Synthesemethoden dargestellt und strukturell und magnetisch charakterisiert.Darüber hinaus wurde die Mischkristallreihe Ti2(Co1-xFex)3Si mittels einer kombinierten Syntheseroute aus Lichtbogenofen und Spark-Plasma-Sintern synthetisiert, sowie ihr magnetisches Verhalten diskutiert. Neben den Laves-Phasen stand die Synthese und Charakterisierung aluminiumbasierter MAX-Phasen im Fokus dieser Arbeit. Hierbei wurden diese ternären Carbide erstmals durch feldaktivierte Methoden hergestellt. Besonders die phasenreine Darstellung von MAX-Phasen zeigte sich für die synthetische Festkörperchemie als Herausforderung. Das suszeptorgestützte Mikrowellen-Heizen erlaubt die Herstellung von qualitativ hochwertigen Proben, was in dieser Arbeit an M2AlC (M = Ti, V, Cr) und V4AlC3 gezeigt wurde. Darüber hinaus gelang - größtenteils zum ersten Mal - die Dotierung dieser Materialien mit Mn und Fe. Neben der strukturellen Charakterisierung der neuen Phasen werden in dieser Arbeit besonders die Mikrostruktur und magnetischen Eigenschaften diskutiert.Anhand dieser dotierten Verbindungen als auch anhand der Verbindung V4AlC3konnte gezeigt werden, dass feldaktivierte Synthesemethoden, insbesondere das suszeptorgestützte Mikrowellen-Heizen, sehr gute Syntheserouten darstellen, um Verbindungen zu erhalten, die durch konventionelle Methoden nur schlecht oder bisweilen gar nicht zugänglich sind.

Place of Publication: Darmstadt
Divisions: 07 Department of Chemistry
07 Department of Chemistry > Fachgebiet Anorganische Chemie
Date Deposited: 02 Jul 2017 19:55
Official URL: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6508
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-65085
Referees: Birkel, Dr. Christina and Albert, Prof. Barbara
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 22 May 2017
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
In this work the rare-earth free Laves phases Ti2M3Si with M = Mn, Fe, Co, Ni were synthesized by microwave heating and were structurally and magnetically characterized. Furthermore, the solid solution Ti2(Co1-xFex)3Si was synthesized by arc melting and spark plasma sintering, as well as their magnetic behavior was studied. In addition to the Laves phases, the focus was on the synthesis and characterization of aluminum-based MAX phases. For the first time the ternary carbides were prepared by microwave heating. The phase-pure representation of MAX phases was particularly challenging for synthetic solid-state chemistry. The susceptor-assisted microwave heating allows the synthesis of high-quality samples, which was shown in this work on M2AlC (M = Ti, V, Cr) and V4AlC3. Furthermore, for the first time, the doping of these materials with Mn and Fe was successful. In addition to the structural characterization of the new phases, the microstructure and magnetic properties are discussed in this work. Using these doped compounds as well as the compound V4AlC3, it has been shown that field-activated synthesis, particularly susceptor-assisted microwave heating, are a very good synthesis method for compounds which are hard or sometimes not synthesized by conventional methods.English
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