Browsing by Author "Haug, Jörg"

Now showing 1 - 1 of 1

Open Access
Untersuchung der Struktur und des Kristallisationsverhaltens von Si-C-N- und Si-B-C-N-Precursorkeramiken mit Röntgen- und Neutronenbeugung
(2002) Haug, Jörg; Aldinger, Fritz (Prof. Dr.)
Die atomare Nahordnung und die mittelreiweitige Struktur amorpher Si-C-N- und Si-B-C-N-Keramiken wurde mit Röntgen- und Neutronenbeugung untersucht. Ein Vergleich der Strukturfaktoren S(Q) von Si-C-N-Keramiken, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden, mit den S(q) von amorphem Kohlenstoff und amorphem Si3N4, hat gezeigt, dass die S(q) der Keramiken ein gewichtetes Mittel dieser beiden S(q) darstellen. Die amorphen Si-C-N-Keramiken setzen sich also zuammen aus einer amorphen graphitartigen Phase und amorphem Si3N4 und die partiellen S(q) für diese beiden Phasen konnten mit der so genannten Konzentrations-Kontrast-Variation gewonnen werden. Die partiellen S(q) der amorphen Kohlenstoffphase in den Si-C-N-Keramiken wurden mit einem Strukturmodell für amorphen Kohlenstoff simuliert. Diese Simulation hat ergeben, dass die atomare Anordnung der amorphen Kohlenstoffphase in Si-C-N-Keramiken innerhalb der Kohlenstoffebenen der Ordnung in amorphem Kohlenstoff entspricht, die Ordnung zwischen den Ebenen jedoch weniger ausgeprägt ist. Bei einer detailierten Untersuchung der Parrkorrelationsfunktion von Si-B-C-N-Keramiken wurden zusätzliche B-N-Bindungen gefunden, wobei die Boratome in einer hexagonalen Struktur eingebaut sind. Die B-N-Bindungen in der amorphen BN-C Phase erstrecken sich im Gegensatz zu den C-C Bindungen nur über einen beschränkten Bereich. Die Kleinwinkelbeugung zeigt ebenfalls eine Separation in zwei amorphe Phasen. Kristallistion beginnt bei den Si-C-N-Keramiken je nach Kohlenstoffgehalt bei 1200-1400°C. Man findet Reflexe von a- und b-Si3N4 und SiC. Zwischen 1400-1500°C findet eine Zersetzung der Si3N4-Phase in SiC und Stickstoff statt. Im Gegensatz zu den Si-C-N-Keramiken sind in den Si-B-C-N-Keramiken bei 1400°C nur SiC Nanokristallite mit einer Größe von etwa 2nm vorhanden. Ab 1700°C entsteht krist. Si3N4. Hochtemperaturstabile Si-B-C-N-Keramiken zeigen nicht die erwartete Reaktion von Si3N4 mit Kohlenstoff bei etwa 1480°C.