Entmischung von phosphor hältige Schmelzen Auf die Erde und den Mars

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sharon Webb
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278990208

Die strukturellen Gründe für die anomale Wirkung des Phosphors auf Silikatschmelz Viskosität werden untersucht. Die Zugabe von Phosphor verursacht eine Erhöhung der Viskosität in peralkaline Schmelzen. Weitere Zugabe von P2O5 aber, resultiert in einer Abnahme der Schmelzviskosität. Trotz Hinweise aus früheren Untersuchungen, dass diese phosphorhaltigen Schmelzen entmischt sind, weder Raman Spektroskopie, noch NMR Spektroskopie, hat dies bewiesen. Unsere kalorimetrische Messungen der Glasübergangs-temperatur von einigen der vorliegenden P2O5-hältige peralkaline Na2O-Al2O3-SiO2 Schmelzen haben zwei Glasübergangstemperaturen gezeigt. Dieses bedeutet das zwei entmischte Gläser in der Probe vorhandenen sind obwohl das Glas farblos und transparent ist. Weitere Untersuchungen der makroskopischen Struktur mittels Rasterelektronenmikroskopie zeigen, dass in der Tat die Glasprobe entmischt ist. Die Erhöhung der Viskosität ist bei Temperaturen bis zu 1446°C beobachtet. Diese zeigt dass diese Schmelze bis zu 1446°C entmischt ist. Angesichts dieser Beobachtungen wird die mögliche Entmischung von P2O5-hältigen Schmelzen mittels Kalorimetrie, Viskosität, Raman- und REM-Techniken untersucht werden. Die Untersuchten Zusammensetzungen decken der einfachen Na2O-Al2O3-SiO2 und CaO-Al2O3-SiO2 schmelzen, bis zum komplexeren Mars Zusammensetzungen (der Fels in der Champagne Gusev-Krater). Die Entmischung dieser Schmelzen hat Auswirkungen nicht nur für die Viskosität, sondern auch für Kristallisationsprozesse in entmischten Magmen von unterschiedlicher Zusammensetzung. Phosphor wird im Allgemeinen klassifiziert als Flußmittel in Schmelzen. Andere Flußmittel sind B, F und H2O. Bor ist auch bekannt, um zu bewirken das Schmelzen entmischen. Die Zugabe von Bor zur CaO- und Na2O-hältige Silikatschmelzen resultiert in eine Erhöhung der peralkalinität weil der Reaktion BO4=BO3 + NBO wird nach Rechts verschoben mit zunehmender CaO/Na2O. Deswegen ist es zu erwarten das der Vorhandensein von B2O3 eine Einfluss auf die Entmischung der P2O5-hältige Schmelzen. Nachdem die Frage nach der Entmischung von P2O5-hältigen Schmelzen erfolgreich untersucht wird, wird das Untersuchen auf die Entmischung von P2O5-hältige Schmelzen erweitert auf Schmelzen mit B2O3, F und H2O.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen