Intermetallische Verbindungen des Typs A3B

Forschungsprojekt P 14519Intermetallische Verbindungen des Typs A3BHerbert IPSER26.06.2000 Auf die wachsende Bedeutung von intermetallischen Verbindungen des Typs A3B wurde bereits im Original- Antrag hingewiesen. Besonders die Verbindungen Fe3AI, Ni3Al und Ti3Al erwecken zunehmend Aufmerksamkeit von Seiten der Industrie, und zwar wegen ihrer vielen interessanten Eigenschaften, wie etwa geringe Dichte, gute Abriebfestigkeit, ausgezeichnete Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit u.a. Viele der Eigenschaften dieser intermetallischen Verbindungen stehen in einem engen Zusammenhang mit der Art der Punktfehlstellen, die im Kristallgitter vorhanden sind, und ihren Konzentrationen, sowie mit ihrer Verteilung auf die entsprechenden Untergitter. Obwohl verschiedene experimentelle und theoretische Methoden zur Bestimmung von Fehlstellen-Konzentrationen in solchen Verbindungen bekannt sind, hat jede von ihnen gewisse Nachteile und kann unter bestimmten Umständen versagen. Vom Antragsteller konnte gezeigt werden, daß die Kombination von exakten thermodynamischen Messungen mit geeigneten statistisch-thermodynamischen Modellrechnungen eine wirksame Methode sein kann, um die Art der Fehlstellen in einer nichtstöchiometrischen intermetallischen Verbindung und die Änderung ihrer Konzentrationen mit Zusammensetzung und Temperatur zu ermitteln. Weiters ist es möglich, Werte für die entsprechenden Fehlstellen-Bildungsenergien abzuleiten. Es wird daher vorgeschlagen, als Fortsetzung des ursprünglichen Projekts, bei dem auf Grund der finanziellen und zeitlichen Einschränkungen nur die Untersuchung von intermetallischen Verbindungen mit L12-Struktur möglich ist, einige Verbindungen mit D03- und D019-Struktur einzubeziehen. Im Detail sind folgende Arbeiten geplant: a) Ableitung von statistisch-thermodynamischen Modellen zur Beschreibung von nichtstöchiometrischen intermetallischen Phasen mit D03- und D019-Struktur; b) Experimentelle Bestimmung von thermodynamischen Aktivitäten, Bildungsenthalpien und Wärmekapazitäten in Abhängigkeit von Zusammensetzung und Temperatur in verschiedenen solcher intermetallischer Verbindungen mit D03- und D019-Struktur; zu diesem Zweck soll eine EMK-Methode (mit CaF2 als festem Elektrolyten) für Fe3Al (mit D03-Stuktur) und Ti3Al (mit D019-Struktur) eingesetzt werden, eine isopiestische Dampfdruckmethode für Ni3Sb sowie eine massenspektrometrische Knudsenzellen-Methode für Fe3Sb (beide mit D03- Struktur); c) Auswertung der Konzentrationsabhängigkeit der thermodynamischen Aktivitäten Mittels der statistisch- thermodynamischen Modellgleichungen, um auf diese Weise Art und Konzentrationen der Punktfehlstellen in den verschiedenen intermetallischen Verbindungen und ihre jeweiligen Bildungsenergien zu erhalten; d) Vergleich der entsprechenden Ergebnisse mit Literaturwerten aus theoretischen Berechnungen; e) Untersuchung von weiteren Zusammenhängen zwischen Fehlstellen-Konzentrationen und verschiedenen physikalischen Eigenschaften.