Im Rahmen dieses Vorhabens sollen Bor-haltige Mullite hergestellt und kristallchemisch charakterisiert werden. Von Bor-haltigen Mullitkeramiken ist ein sehr interessantes Anwendungspotential zu erwarten, da sie, bei hoher thermischer Stabilität, eine sehr geringe thermische Dehnung und damit eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit aufweisen sollten. Außerdem wird für Bor-haltigen Mullit, im Vergleich zur Bor-freien Phase eine größere Resistenz gegen Borglasangriff angenommen. Die Herstellung der Bor-Mullit Pulverproben erfolgt über den Sol-Gel Prozess. Weiterhin soll versucht werden, Einkristalle aus der Schmelze, ausgehend von den Oxiden der beteiligten Elemente bzw. den Precursoren der einzelnen Komponenten zu züchten. Die Einkristallzüchtung erfolgt in Platinkapseln, um ein Abdampfen des volatilen Bors zu verhindern. Dabei sind jeweils die maximalen Bor- Einbauraten zu bestimmen. Durch Röntgen-Einkristall- und Rietveldanalysen an Pulverproben werden die strukturellen Mechanismen des Bor-Einbaus in Mullit ermittelt. In Ergänzung zu den Rietveldverfeinerungen am Pulvermaterial und den Einkristalluntersuchungen sollen 11B, 27Al und 27Si MAS-NMR Analysen durchgeführt werden, um die Nahordnungen der beteiligten Kationen zu bestimmen. Die Beugungsund NMR-Daten werden jeweils bei Raumtemperatur (RT) und in-situ bis max. 1400°C erfasst. Dadurch sollen die temperaturabhängigen Veränderungen der strukturellen Fern- und Nahordnungen der Bor-haltigen Mullite erfasst werden. Alle Pulverproben werden chemisch mittels ICP-OES analysiert und thermoanalytisch untersucht. Die Ergebnisse sollen auch dazu beitragen, die Phasenbeziehungen in dem betreffenden Teil des Dreistoffsystems Al2O3 - B2O3 - SiO2 neu zu bestimmen. Außerdem sollen potentiell neue Anwendungsgebiete von Bor-haltigen Mullitkeramiken gefunden werden.
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Conference contributions
Talks
Lührs, H., Senyshyn,
A., King, S.P., Hanna, J.V., Schneider, H., Fischer, R.X. (2013) Properties and
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Lührs, H., Fischer, R.X., Schneider, H.,
Hanna, J.V., King, S.P. (2012) Boron in mullites –
syntheses, properties and a structural puzzle. 20th annual meeting
of the German Crystallographic Society, München
Soellradl, S. et al. (2012) Enhancing the
dynamic range for high boron concentrations in low neutron capture
cross-section matrices with Prompt Gamma Activation Analysis. 8th International Conference on Nuclear and Radiochemistry, Como,
Italy.
Lührs, H., Fischer, R.X., Schneider, H.
(2011) Boron incorporation into mullite. 5th
International Worshop on Mullite
& Mullite-type Materials, Avilés,
Spain.
Lührs, H., Fischer, R.X., Schneider, H. (2010) Boron incorporation into mullite. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Münster.
Lührs, H., Derr, J., Gumbert, J., Fischer, R.X. (2010) Ion-exchange behavior of zeolite A. Gerneral meeting of the International Mineralogical Society, Budapest, Ungarn
Gumbert, J., Lührs, H., Fischer, R.X. (2009) Cation exchange in Zeolite A. 17. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie in Hannover.
Posters
Lührs, H., Fischer, R.X., Schneider, H.,
Hanna, J.V., King, S.P., Senyshyn, A. (2012) Boron in
Mullites – a crystal-structure puzzle. European
Crystallographic Meeting, European Crystallographic Association, Bergen,
Norway. Awarded with the poster prize of the European
Mineralogical Union.
Lührs, H., Fischer, R.X.,
Schneider, H. (2011) Boron Mullites.
Joint Meeting German Crystallogrphic Societa, German
Mineralogical Society, Austrian Mineralogical Society, Salzburg, Austria.
Lührs, H., Fischer, R.X. (2009) Ca and K exchange in Zeolite A. 87. Tagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft in Halle.
Lührs, H., Birkenstock, J. (2007) Extended method to quantify structurally unknown phases by the Rietveld method. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie in Bremen.