Defektchemie von Perowskiten

Thema

Oxidionenleerstellen (transparentes blau) ermöglichen den Sauerstofftransport in einer Membran
Schematische Darstellung des Sauerstoff-Permeationsmesstandes (links) mit Simulation der chemisch induzierten Verformung einer BSCF-Tablette bei 900°C (rechts)
Sauerstoffgehalt 3-δ von SrCo0,68Fe0,12Ti0,2O3-δ als Funktion von T und p(O2).

Die Entwicklung mischleitender Oxidkeramiken erfordert grundlegende Kenntnisse der physikalisch-chemischen Eigenschaften der verwendeten Materialien. Der Transport des Sauerstoffs erfolgt über die Vakanzen im Oxidionenteilgitter. Bis zu einem Viertel der regulären Oxidionenplätze kann dabei unbesetzt sein. Eine Vielzahl anwendungsrelevanter Eigenschaften hängt von der Konzentration dieser Sauerstoffleerstellen ab.

 

Leistungsangebot

 

  • Charakterisierung der Abhängigkeit der O-Stöchiometrie von Temperatur und O2-Partialdruck durch hochauflösende Thermogravimetrie bei O2-Partialdrücken von 1 bar bis 1E-20 bar
  • Erstellen und Parametrisieren von Defektmodellen
  • Bestimmen von Phasengrenzen und Phasenbestand (XRD/Rietveld)
  • Bestimmen von thermischen und chemischen Ausdehnungskoeffizienten durch Dilatometrie und XRD
  • Bestimmen der absoluten O-Stöchiometrie durch Redoxtitration
  • Bestimmen der Reaktionsenthalpie des O2-Ein- und -Ausbaus (TG/DTA bzw. DSC)

Die Bearbeitung dieser Schwerpunkte erfolgt in Zusammenarbeit mit der FH Jena und der Bauhausuniversität Weimar.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen unterstützen FEM-Simulationen zur mechanischen Beanspruchung und zur O-Permeation von Membranen und anderen Bauteilen aus mischleitenden Keramiken unter Einsatzbedingungen.