Messingartige zinkreiche Phasen - Eine Fallstudie zu Ausdrucksformen und Ursachen von struktureller Komplexität bei intermetallischen Phasen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Zuge der Erschließung binärer intermetallischer Stoffsysteme wurde im Projektzeitraum eine größere Zahl neuer, binärer intermetallischer Phasen zwischen ausgewählten Übergangsmetallen M = Cr, Rh, Ir, Ru, Os) und Zink bzw. Cadmium hergestellt und strukturell charakterisiert. Prototypische Verbindungen wurden hinsichtlich ihrer thermochemischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften charakterisiert. Elektronische Bandstrukturrechnungen und die Berechnung von Bildungsenthalpien liefern erhärten Voraussagen von Metallphysikern bezüglich der Faktoren, die maßgeblich die Strukturen einzelner Phasen stabilisieren. Durch Einbeziehung der Isopiestik als Synthesemethode konnten die Phasenbreiten koexistierender Phasen und deren temperaturabhängigen Zn- und Cd-Aktivitäten bestimmt werden. Von Phasen, die 2axa2x2-Überstrukturen der γ-messingartigen Phasen mit > 400 Atomen pro Elementarzelle bilden, wurden die Auswirkungen des Ersatzes einer Komponente durch eine weitere Komponente anderer Valenz auf Phasenbreite, Struktur und Eigenschaften hin untersucht. Wesentliches Ergebnis zweier umfassender Studien dieser strukturell komplexen, ternären Phasen ist der Befund, dass im Homogenitätsgebiet der Phasen räumlich korrelierte strukturelle Änderungen zwischen Atomen auf unterschiedlichen Punktlagen festzustellen sind. Ausdruck dieses Phänomens sind qualitative Änderungen im Aufbau einzelner Cluster, über die sich die Strukturen vorteilhaft beschreiben lassen. Zur quantifizierenden Beschreibung strukturell komplexer, hierarchisch organisierter Strukturen, wie sie in den untersuchten Systemen vielfach auftreten, wurden ein mathematische Algorithmus, „Multiplikative kongruente Generatoren“, auf strukturtopologische Fragestellungen übertragen. Seine Aussagekraft erweist sich in der Vorhersage von Gruppe-Untergruppen-bezogenen Strukturen mit großen Gitterparametern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Pd0.21.3Cd0.787 and Pd0.23.5Cd0.76.5 Structures: Their Long c Axis and Composite Crystals, Chemical Twinning, and Atomic Site Preferences. Chem. Eur. J. 2007,13, 1394-1410
J.T. Schmidt, S. Lee, D.C. Fredrickson, M. Conrad, J. Sun, B. Harbrecht
- IrZn13 – Eine defekte AlB2-Typ- Struktur, die Beugungsbilder mit pseudo-fünfzähliger Drehsymmetrie liefert. 16., Jahrestagung der DGK,2008, Erlangen
A. Authmann, W. Hornfeck, B. Harbrecht
- Ru9Zn7Sb8 – A Structurally weird Half-Heusler Phase. GDCh Bayreuth 2008, Z. Anorg. Allg. Chem. 2008, 2092
D.B. Xiong, C. Pietzonka, L. Gulay, B. Harbrecht
- Multiplicative congruential generators, their lattice structure, its relation to latticesublattice transformations and applications in crystallography. Acta Cryst. 2009, A65, 532–542
W. Hornfeck, B. Harbrecht
- The colouring problem of γ-brass-type intermetallics – the crystal structures of Ir4Zn20, Ir6Zn20, and Ir7Zn19., GRC on Solid State Chemistry, 2009, Oxford, England
W. Hornfeck, B. Harbrecht
- Binäre, zinkreiche Phasen der Elemente Rhodium, Ruthenium und Osmium. Dissertation, Philipps-Universität Marburg 2010
Celine Allio
- Ir11Zn26-n (n = 4, 6, 7): recurring γ-brass-like phases in the binary system iridium. 26th ECM, Darmstadt, Acta Cryst. 2010, A66, 50
A. Authmann, W. Hornfeck, R. Henderson, S. Lee, B. Harbrecht
- Strukturchemie und Phasenbeziehungen der intermetallischen Phasen des Zweistoffsystems Iridium-Zink und ternärer Substitutionsvarianten mit Magnesium. Dissertation, Philipps-Universität Marburg 2010
Wolfgang Hornfeck
- Spatially correlated structural disorder phenomena in zink-rich alloys. Dissertation, Philipps-Universität Marburg 2011
Partha Pratim Jana
- Site Preference and Ordering Induced by Au Substitution in the γ-Brass Related Au-Cr-Zn Phases. Inorg. Chem. 2013, 52, 4812-4814
P.P.Jana, R. Henderson, B. Harbrecht, S. Lidin
- Pentalanthanum zinc diplumbide, La5Zn1-xPb2+x (x ~ 0.6). Acta Cryst. 2014, E70, 12-13
I. Oshchapovsky, V. Pavlyuk, G. Dimytriv, B. Harbrecht
(Siehe online unter https://doi.org/10.1107/S1600536813033618)
