Zur kinetischen Stabilität von nanokristallinem Maghemit

In dieser Arbeit wird die Phasenumwandlung des Maghemits in den Hämatit untersucht. Dabei wird dargelegt, wie der Maghemit mit verschiedenen Kristallitgrößen dargestellt wird und dann mit der Röntgenpulverdiffraktometrie (XRPD), Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) charakterisiert wird. Mit Hilfe der in situ XRPD wird die Kinetik der Phasenumwandlung bestimmt, wobei sich zeigt, daß die Aktivierungsenergie bei kleineren Kristallitgrößen niedriger ist. Dieses Verhalten konnte mit einem Modell beschrieben werden, daß die kristallographische Struktur und die auftretenden Energien berücksichtigt.

The kinetic of the phase transition of maghemite to hematite was measured with the in situ x-ray powder diffraction. It could be shown that activation energy is dependent on the crystal size of the maghemite. With decreasing crystal size the energy is getting smaller. This result could be explained with the change of the geometric properties during the transition and the resulting change of the ratios of surface energies and volumetric energies. With a geometric model the change of the free enthalpy during the phase transition could be calculated for different maghemite crystal sizes. The characterisation of the samples was done by x-ray powder diffraction, x-ray absorption spectroscopy and transmission electron microscopy.