Beugungsuntersuchungen zur atomaren Struktur von Vanadatgläsern

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Kranold
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5271872

Das Vanadiumpentoxid gehört zu den Oxiden, die in ihrer reinen Form nur schwer in ein Glas überzuführen sind. Andererseits lassen sich im Konzentrationsbereich der vanadiumreichen Schmelzen sogar Gläser mit typischen Netzwerkwandleroxidenherstellen. Die atomare Struktur dieser Gläser ist bisher wenig untersucht, nahezu gar nicht mit Beugungsmethoden, welche im vorliegenden Projekt eingesetzt werden sollen. Die V-O, V-V und Me-V-Abstände ließen sich gut mit der Röntgenbeugung bestimmen. Die Neutronenbeugung hebt die Me-O undO-O-Abstände heraus. Mit beiden Methoden kann man bei den begrenzt verfügbaren Probenmengen von ca. 0,5 g gute Resultate erzielen. Kurzwellige Strahlung (Wellenlänge 0,04 nm; epithermische Neutronen und Synchrotronstrahlung) ermöglicht einen großen Meßbereich, der nützlich ist, um z.B. mehrere V-O-Abstände aufzulösen. Strukturmodellierung wird eingesetzt, um einen Zugang zum Ordnungsbereich der mittleren Reichweite zu bekommen. Entsprechend der Struktur einiger Vanadatkristalle mit tetraedrischen Baugruppen werden Analogien zu Phosphatgläsern erwartet. In anderen Kristallen kommen auch fünf- und sechsfach koordinierte Vanadiumplätze vor. Kleine Anteile von Vanadium in der Oxydationsstufe vier anstelle von fünf beschränken die Möglichkeit exakter Aussagen geringfügig.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen