Synthese und Charakterisierung von Spinell-Sialon

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Synthesebedingungen sowie grundlegende Materialeigenschaften der Hochdruckmodifikation von Sialon (Spinell-Sialon) untersucht. Durch eine Phasenanalyse der Produkte bei den Hochdruck- und Hochtemperatursynthesen konnten einige Faktoren identifiziert werden, welche einen möglichst hohen Grad der Umwandlung von beta- in gamma-Sialon begünstigen. Durch die Anwendung der Rietveld-Methode konnte aus Röntgenpulverdiffraktogrammen bei unterschiedlichen Temperaturen der temperaturabhängige Ausdehnungskoeffizient einer Zusammensetzung von Spinell-Sialon (x = 2,1) im Temperaturbereich von 20-1220 °C bestimmt werden. Mit einer Kombination von Vickers- und Knoopeindrücken sowie einer Messung der Kompressibilität (für die Zusammensetzung x = 2,1) konnten einige mechanische Kennwerte ermittelt werden, darunter die lastunabhängige Härte in Abhängigkeit der Zusammensetzung, der Elastizitätsmodul – ebenfalls in Abhängigkeit von der Zusammensetzung – und weiterhin Kompressionsmodul, Schubmodul und Querkontraktionszahl, jeweils für die Zusammensetzung, bei der die Kompressibilitätsmessungen durchgeführt wurden. Über kombinierte NEXAFS- und SXFS-Messungen wurde die elektronische Struktur nahe der Fermikante von beta- in gamma-Sialon in Abhängigkeit von der Zusammensetzung dargestellt; vermittels dieser Werte wiederum konnten die elektronischen Bandlücken dieser Zusammensetzungen abgeschätzt werden.